Mein persönlicher Kommentar:

es scheint sich noch nicht herumgesprochen zu haben, dass ein E-Auto  ohne Hunderte Kilogramm-Batterie möglich ist, , welches gleichzeitig ein Minimum an Energie benötigt, um von A nach B zu kommen (der kleine Lademotor mit grünem Methanol betrieben), mit nur maximal 20 kWh-Batterie, 250 kg leichter als E-Auto Typ Tesla, doch sonst rein elektrisch angetrieben. Hierbei handelt es sich um ein serielles Hybrid-Auto. Die Firma Obrist, die zwei Prototypen konstruiert und gebaut hat, nennt es ‚Hyper-Hybrid-Auto. Ein mit Benzin betriebener Prototyp benötigt nur 1,5 Liter Treibstoff auf 100 Kilometer mit dem 30 Liter fassenden Tank erzielt es ohne mögliches Zwischenladen eine Reichweite von 1,500 Kilometer. Weil es so leicht ist, beschleunigen es die zweimal 60 kW Elektro-Motoren in 4 Sekunden auf 100 km pro Stunde.. Die Energie dazu wird der Batterie entzogen. Diese genetische Energie kann aber zu fast 100% zurück geladen werden. Nur die Reifenreibung und der Windwiderstand benötigen verlorene CO2-produzierende Energie. Dieses bedeutet erheblich weniger Feinstaub durch den Reifenabrieb inkl. Mikroplastik.

Der größte Vorteil, ein solches Hyper-Hybrid-Elektro-Auto ist nicht teurer als heutige Verbrenner. In der Stadt oder auf Kurzstrecken reicht die kleine, mit regenerativem Strom vollgeladene Batterie aus, um mindestens 80 km rein elektrisch zu fahren. Es benötigt infolgedessen keinerlei Subventionen und Privilegien, um auch für kleine Leute erschwinglich zu sein.

Bisher verhindern nur mindestens 20.000 Euro staatlicher Zuschuss inkl. 9.000 Euro Verkaufsprämie pro Batterie-schwerem herkömmlichen Elektroauto und die schwachsinnige Null-Liter-Anrechnung im Flottenverbrauch der Automobilfirmen die Hinwendung zum Hybrid-Elektro-Auto.

Jean Pütz

(Manager-Magazin) – Die Einigung der EU-Länder ist ein De-Facto-Zulassungsverbot für Verbrenner ab 2035. Welche Konzerne das nervös macht und welche Absatzmärkte nach 2035 noch für Verbrenner bleiben – ein Überblick.

(Fraunhofer) – Der Schiffsverkehr gehört zu den am schnellsten wachsenden Quellen für Treibhausgase. Schiffsbauer und Betreiber suchen nach umweltfreundlichen, alternativen Antrieben. Fraunhofer-Forschende haben gemeinsam mit Partnern das Antriebskonzept »HyMethShip« entwickelt, bei dem Wasserstoff aus Methanol gewonnen wird. Die Technik benötigt keine großen Wasserstofftanks an Bord und ist daher deutlich sicherer. In Zukunft könnte sie auch für Kreuzfahrtschiffe interessant sein.

Nach Angaben der europäischen Umweltagentur sind maritime Transporte für gut drei Prozent der gesamten CO2-Emissionen der Europäischen Union verantwortlich. Allein 2019 waren es mehr als 144 Millionen Tonnen CO2. Das klingt nicht nach besonders viel. Doch durch den starken Anstieg des Handelsvolumens gehört der Schiffsverkehr seit vielen Jahren zu den am schnellsten wachsenden Quellen von Treibhausgasemissionen. Schiffsbauer und -betreiber weltweit sind daher auf der Suche nach umweltfreundlichen Alternativen zu den klassischen Schiffsmotoren, die mit Schweröl oder Diesel arbeiten. Dabei gerät auch grüner Wasserstoff als saubere Energiequelle immer mehr in den Fokus. Allerdings bringt das Mitführen großer, schwerer Spezialbehälter auf hoher See, die den Wasserstoff unter Druck speichern, immer auch ein gewisses Risiko mit sich.

Forschende des Fraunhofer-Instituts für Keramische Technologien und Systeme IKTS haben nun gemeinsam mit Partnern eine Technologie entwickelt, die Wasserstoff als emissionsfreies Antriebskonzept nutzt und gleichzeitig sehr sicher ist. Das von der EU geförderte Projekt »HyMethShip« verwendet Methanol als flüssigen Wasserstoffträger. Das Konzept sieht vor, am Hafen Methanol zu tanken. An Bord wird aus dem Methanol durch Dampfreformierung Wasserstoff für den Schiffsantrieb gewonnen. »Damit schlagen wir zwei Fliegen mit einer Klappe: Der Schiffsantrieb ist nahezu vollkommen emissionsfrei, zugleich benötigt man keine großen und potenziell gefährlichen Wasserstofftanks«, erklärt Dr. Benjamin Jäger von der Abteilung Katalyse und Materialsynthese am Fraunhofer IKTS.

Methanol tanken, Wasserstoff verbrennen

Technisches Herzstück des Systems ist der Reaktor. Dabei wird das Methanol zunächst mit Wasser gemischt, durch Wärme verdampft und in den vorgeheizten Reaktor eingespeist. Dort wird die Methanol-Wasser-Mischung zu Wasserstoff und CO2 umgesetzt. Bei der Abtrennung des Wasserstoffs und dem Reaktorengineering kann das Fraunhofer IKTS seine langjährige Erfahrung in der Membranverfahrenstechnik einsetzen. Die Fraunhofer-Forschenden haben eine mit Kohlenstoff beschichtete Keramikmembran entwickelt. Durch die extrem feinen Poren der Membran entweichen die Wasserstoffmoleküle, während die größeren Kohlenstoffdioxid-Gas-Moleküle zurückgehalten werden. Der Wasserstoff erreicht dabei eine Reinheit von mehr als 90 Prozent. Er wird nun in den Motor geleitet, wo er wie im klassischen Verbrennungsmotor verbrennt und den Motor antreibt. Klimaschädliche Abgase entstehen dabei nicht.

Das im Projekt genutzte Prozesskonzept setzt noch zwei weitere konstruktive Kniffe ein, um das System zu optimieren. Zum einen wird die Abwärme des Motors genutzt, um den Reaktor zu heizen, womit sich die Effizienz des Systems deutlich erhöht. Zum anderen wird das zurückbleibende Kohlenstoffdioxid im Nachgang zum Reaktor wieder verflüssigt und in die leeren Methanoltanks geleitet. Ist das Schiff am Hafen angekommen, wird das CO2 in Tanks geleitet und kann für die neuerliche Methanol-Synthese verwendet werden.

»Methanol ist ein idealer Wasserstoffträger für die Schifffahrt. Die Energiedichte ist doppelt so hoch wie bei verflüssigtem Wasserstoff, deshalb sind die Methanoltanks an Bord auch nur halb so groß. Außerdem ist es gefahrlos zu transportieren. Selbst wenn ein Tank leckt, besteht keine akute Umweltgefahr«, sagt Fraunhofer-IKTS-Experte Jäger.

Eine technische Herausforderung bei der Entwicklung bestand darin, die Keramikmembranen so zu vergrößern, dass sie auch für die nötige Antriebsleistung von Schiffsmotoren infrage kommen. Den Forschenden ist es dabei gelungen, die ursprünglich nur 105 Millimeter lange Membran auf eine Länge von 500 Millimeter zu skalieren. Damit ist bereits eine Motorleistung von bis zu 1 MW erreichbar. Angestrebt werden mittelfristig Antriebe mit 20 MW Leistung und mehr.

Ideal wäre die emissionsfreie Antriebstechnologie beispielsweise für Fähren, die fest zwischen zwei Häfen verkehren und dort jeweils eine Tankstation für Methanol zur Verfügung haben. Die Technologie wäre in Zukunft aber auch für Containerschiffe und Kreuzfahrtschiffe interessant. Eine grüne Kreuzfahrt ohne Treibhausgasemissionen und ohne große Schornsteine, die den Ruß aus der Schwerölverbrennung in die Luft blasen, würde Kreuzfahrten auch für umweltbewusste Passagiere attraktiv machen.

Bei dem von der EU geförderten-Projekt »HyMethShip« arbeitete das Fraunhofer IKTS mit mehreren Partnern zusammen. Die Gesamtkoordination des Projekts übernahm das Large Engines Competence Center (LEC) im österreichischen Graz. Das Startup SES-HyDepot e.U. in Innsbruck betrieb die Small-Scale-Testanlage zur Validierung des verfahrenstechnischen Grundprozesses. Christian Mair, CEO von SES-HyDepot, ist optimistisch: »Der Testbetrieb hat gezeigt, dass die Wasserstoffbereitstellung auf Methanol-Basis realisierbar ist und auch für Schiffe und ihre hohen Leistungsanforderungen mittelfristig eine Perspektive darstellt.«

Die Politik hat im Rahmen der Energiewende und des europäischen Green Deal begonnen, den Druck auf die Branche zu erhöhen. So forderte das EU-Parlament 2020, die Schifffahrtsunternehmen auf, ihre Emissionen deutlich zu reduzieren. Das Projekt »HyMethShip« mit seinem emissionsfreien Wasserstoffantrieb könnte hierzu einen wichtigen Beitrag leisten.

Zudem sind Anwendungen in anderen Branchen möglich. Das Prinzip der Wasserstofferzeugung aus Methanol lässt sich auch für verschiedenste Szenarien in der chemischen Industrie verwenden.

Meine persönliche Bemerkung:

Der Autor Professor Dr. Sigismund Kobe ist emeritierter Professor für Theoretische Physik der TU Dresden und gleichzeitig großer Fachmann in der Berechnung elektrischer Netze und Netzsicherheit. Er beschreibt die Probleme, die entstehen können auf dem Weg zu einer reinen regenerativen Versorgung Deutschlands mit elektrischer Energie. Die Arbeit kann meines Erachtens dazu dienen, das Wunschdenken bestimmter Politiker zu relativieren. Die Physik setzt so manchen politischen Wolken Kuckucksheimen objektive Grenzen. Aber Utopie ist erlaubt

Jean Pütz

Photovoltaik Power Plat Technology

(Helmholtz) – Eine neue Veröffentlichung und eine interaktive Karte fassen das Wissen über die Gefährdung der Dauerfrostböden zusammen – und mahnen zum Handeln

Wie verändert der Klimawandel die dauerhaft gefrorenen Böden der Arktis? Welche Folgen hat das für das Weltklima, für Menschen und Ökosysteme? Und was lässt sich dagegen tun? Im Fachjournal Frontiers in Environmental Science fasst ein Team von Fachleuten um Jens Strauss vom Alfred-Wegener-Institut in Potsdam und Benjamin Abbott von der Brigham Young University in den USA das bisherige Wissen zu diesen Fragen zusammen. Zudem hat das AWI unter Leitung von Moritz Langer eine interaktive Karte zur Vergangenheit und Zukunft des Permafrosts entwickelt. Beide Veröffentlichungen kommen zum gleichen Ergebnis: Um gefährliche Entwicklungen in diesen Regionen zu stoppen, müsse die Emission von Treibhausgasen in den nächsten Jahren massiv reduziert werden.

Auf immerhin zehn Prozent der Erdoberfläche beherrscht der Dauerfrost den Untergrund. Vor allem auf der Nordhalbkugel gibt es riesige Gebiete, in denen nur die obersten Zentimeter des Bodens im Sommer auftauen. Der Rest bleibt bis in mehrere hundert Meter Tiefe das ganze Jahr hindurch gefroren. Bisher zumindest. „Der Klimawandel ist für diese Permafrost-Regionen eine ernsthafte Gefahr“, sagt Jens Strauss vom Alfred-Wegener-Institut, Helmholtz-Zentrum für Polar- und Meeresforschung (AWI). Denn die Temperaturen der Landoberfläche haben in diesen Gebieten zwei- bis viermal schneller zugenommen als im weltweiten Durchschnitt. Sowohl an Land als auch im Meer verändern sich die Verhältnisse dadurch deutlich schneller als erwartet. Und das kann eine ganze Reihe von riskanten Folgen haben – für das Klima, für die biologische Vielfalt und für den Menschen.

So sind in diesen Kühltruhen der Erde die Überreste von zahllosen längst verstorbenen Pflanzen und Tieren eingefroren. Wenn dieses Material auftaut, beginnen Mikroorganismen mit seiner Zersetzung. Dabei wandeln sie die darin enthaltenen Kohlenstoffverbindungen in Treibhausgase wie Kohlendioxid (CO2) und Methan (CH4) um, die dann die globale Erwärmung weiter ankurbeln könnten.

Wann und in welchem Umfang das passieren wird, ist allerdings schwer zu prognostizieren. „Darüber geistern ganz unterschiedliche Vorstellungen durch die Öffentlichkeit“, sagt Jens Strauss. Für die einen sind die Permafrost-Regionen eine tickende Klima-Zeitbombe, die der Menschheit demnächst um die Ohren fliegen wird. Andere gehen davon aus, dass der hohe Norden in absehbarer Zeit kaum nennenswerte Mengen an Treibhausgasen freisetzen wird.

„Beides stimmt nicht“, betont der Potsdamer Forscher. „Wir müssen zwar nicht damit rechnen, dass der Permafrost in ein paar Jahren riesige Mengen Treibhausgase auf einmal in die Atmosphäre spuckt und das Klima damit unweigerlich zum Kippen bringt.“ Verharmlosung sei aber auch nicht angebracht. „Immerhin setzen die Permafrost-Regionen heute schon Treibhausgase in einem Umfang frei, der nahezu den jährlichen Emissionen von Deutschland entspricht.“ Und wissenschaftlichen Schätzungen zufolge könnten aus ihren Böden in den nächsten beiden Jahrhunderten Gasmengen in die Atmosphäre strömen, die so wirksam sind wie etliche hundert Milliarden Tonnen CO2.

Dazu kommt, dass die Oberfläche der Permafrost-Regionen wegen der schwindenden Eis- und Schneedecken immer dunkler wird – und sich so durch die Sonneneinstrahlung stärker erwärmt, als es bei den weißen Landschaften früherer Zeiten der Fall war. Diese beiden Effekte zusammen gehören nach heutigen Erkenntnissen zu den wichtigsten Einflüssen, die das Klima der Erde verändern können.

Verlust von Permafrostböden bedroht Lebensräume – es ist Zeit zu handeln

Zudem liegen in den Permafrost-Regionen mehr als die Hälfte der Wildnisgebiete, die es auf der Erde überhaupt noch gibt. Dort leben speziell angepasste Tier- und Pflanzenarten, die auf den Fortbestand dieser Ökosysteme angewiesen sind. Und auch für die Millionen von Menschen, die in der Arktis leben, bringt das Tauen des Dauerfrostbodens Probleme mit sich. So wird dieser oft instabil, wenn sein Zement aus Eis verschwindet. Dann sackt er plötzlich zusammen oder wird vom Meer erodiert, was zu teuren Schäden an Gebäuden, Straßen und anderer Infrastruktur führen kann. Es werden dabei auch Schadstoffe wie Quecksilber freigesetzt, die sich in hohen Konzentrationen in Tieren und Menschen der Arktis nachweisen lassen.

Für einige Gemeinschaften im hohen Norden hängt sogar die gesamte Lebensweise und Kultur von den gefrorenen Ökosystemen ab. „Diese Menschen haben nur sehr wenig zum Klimawandel beigetragen, sind aber besonders stark davon betroffen“, sagt Jens Strauss. Maßnahmen zum Schutz des Permafrosts zu ergreifen, ist für die Autorinnen und Autoren der Studie daher auch eine Frage der Gerechtigkeit.

Viel mehr wird das Schicksal des Permafrosts wohl davon abhängen, welche Entscheidungen die Politik in den nächsten zehn Jahren bezüglich der Treibhausgas-Emissionen trifft. Angesichts der rasanten Fortschritte im Bereich der erneuerbaren Energien gibt es nach Einschätzung der Fachleute durchaus realistische Möglichkeiten, den Ausstoß von Treibhausgasen bis 2030 zu halbieren und bis 2050 ganz zu stoppen. Zudem müsse die lokale Bevölkerung dabei unterstützt werden, intakte Ökosysteme in den Permafrost-Regionen zu schützen. „Wir können durchaus noch etwas tun“, betont Jens Strauss. „Für Resignation haben wir keine Zeit.“

Interaktive Karte zeigt vergangene und zukünftige Veränderungen von Permafrostböden

Wie dringend die Sache ist, illustriert auch eine interaktive Karte, die ein Team um seinen Kollegen Moritz Langer entwickelt hat. Der Forscher leitet am AWI die vom Bundesministerium für Bildung und Forschung geförderte Nachwuchsgruppe PermaRisk, die mit Computermodellen die Veränderungen des Permafrosts und die damit verbundenen Risiken simuliert. So ist in Zusammenarbeit mit Fachleuten der Universität Oslo ein virtueller Blick in die Vergangenheit und Zukunft der Dauerfrostböden entstanden.

„Auf dieser Karte kann man sich anzeigen lassen, wie sich bestimmte Eigenschaften des Klimas und des Permafrosts seit dem Jahr 1800 entwickelt haben“, erklärt der Forscher. Wie warm war es beispielsweise an der Erdoberfläche? Wie tief war der Boden aufgetaut? Und welche Mengen Kohlenstoff steckten in dieser aktiven Schicht? Das alles lässt sich nicht nur bis heute verfolgen, auch eine Zukunftsprognose ist möglich. Anhand von drei verschiedenen Szenarien lässt sich das Schicksal des Permafrosts bei niedrigen, mittleren und hohen Treibhausgas-Emissionen durchspielen. Sollte es gelingen, die globale Erwärmung unter zwei Grad Celsius zu halten, würde demnach ein großer Teil der Dauerfrostböden stabil bleiben. „Leider steuern wir im Moment aber auf eine viel stärkere Erwärmung zu“, gibt Moritz Langer zu bedenken. Und die dazu passende Simulation, die je nach Region mit 4 bis 6 Grad Erwärmung rechnet, zeichnet ein düsteres Bild: Bis zum Jahr 2100 hätte das große Tauen dann so gut wie jeden Winkel im Reich des Permafrosts erfasst.

Mein persönlicher Kommentar: „Denn sie wissen nicht, was sie tun“

Selbst Verbrennungsmotoren, die mit E-Fuels inkl. regeneratives Methanol betrieben werden, fallen unter dieses vom EU-Parlament beschlossene Verbot. Die gewichts-schwere Batterie des reinen E-Autos kann nicht der Weisheit letzter Schluss sein. Die Nebenwirkungen und Risiken sind überhaupt nicht berücksichtigt worden. Rein elektrisch angetriebene serielle Hyper-Hybrid-Autos benötigen viel weniger Energie, um von A nach B zu kommen, weil die durch die Schwere der Batterie extrem steigende Reibung der Reifen viel geringer ist, alles was an Bewegungs-Energie erzeugt wird in der nur 1/7. so großen Batterie des Hyper-Hybrid selbst koperiert werden kann. Nachweislich existieren mehrere Prototypen, die beweisen, dass ein entsprechend konzipiertes E-Auto nur 1,5 bis 2 Liter Benzin auf 100 km benötig, mit grünem Methanol betrieben, energetisch noch weniger. Dabei müssen Motoren nicht völlig neu konstruiert werden, sondern das gleiche Prinzip ist mit Methanol-Treibstoff möglich, mit dem großen Vorteil: Methanol hat eine solch hohe Klopffestigkeit, viel höher als beim Benzin, dass im Verbrennungsraum Temperaturen möglich sind, die es erlauben, mit Abgasrückführung Wirkungsgrade bis 56% zu erreichen. Dass sind alles keine Wolkenkuckucksheime, sondern Realität in vorhandenen Prototypen.

Wo die zur Ladung notwendige Elektrizitäts-Energie herkommen soll, ohne auf mit fossilen Energien betriebene Kraftwerke zuzugreifen, liegt  trotz aller Bemühungen um regenerative Energie in den Sternen – es sei denn, man akzeptiert den Vorschlag, regeneratives Methanol überall dort – insbesondere in den Dritt-Welt-Ländern – zu produzieren, die wesentlich konstantere Solar- und Wind-Energien zur Verfügung haben.

Wenn in Europa dieses vorgesehene Gesetz Verpflichtung wird, dann gute Nacht

Ihr Jean Pütz

(tagesschau) – Der Verkauf von Neuwagen mit Verbrennungsmotor soll nach dem Willen des EU-Parlaments ab 2035 verboten sein. Für welche Fahrzeuge gilt das? Welche Hersteller gehen noch weiter? Und: Ist das Aus des Verbrenners damit besiegelt?

Was hat das EU-Parlament beschlossen?

Eine Mehrheit der Abgeordneten des Europaparlaments hat dafür gestimmt, dass die Hersteller ab 2035 in der EU nur noch Autos und Transporter auf den Markt bringen dürfen, die keine klimaschädlichen Treibhausgase ausstoßen. Zugleich sprach sich die Mehrheit im EU-Parlament dafür aus, dass keine synthetischen Kraftstoffe angerechnet werden können, mit denen ein klassischer Verbrennermotor klimaneutral betrieben werden könnte. Im Ergebnis würde die Umsetzung dieser Beschlüsse das faktische Aus für den Verbrennermotor ab der Mitte des kommenden Jahrzehnts bedeuten – und damit einen Verkaufsstopp für neue Privat-Pkw und leichte Nutzfahrzeuge mit Diesel- oder Benzinantrieb. Ziel ist eine Umstellung auf Elektromobilität. Die Abgeordneten folgten mit ihrer Entscheidung einem Vorschlag, den die EU-Kommission als Teil des angestrebten Klimapakets „Fit for 55“ vorgelegt hatte.

Ist das Ende des Verbrennungsmotors damit beschlossene Sache?

Nein. Denn um die Neuzulassung von Autos mit Verbrennungsmotor ab 2035 zu verbieten, müssen neben dem Europaparlament auch die EU-Mitgliedsstaaten zustimmen – genauer gesagt deren Regierungen. Ende des Monats wollen die EU-Staaten ihre Position zu dem Verbot für den Verkauf von Benzin- und Dieselautos festlegen – die Bundesregierung unterstützt dabei den geplanten Verbrenner-Ausstieg 2035. Danach müssen Parlament und EU-Staaten in Verhandlungen noch eine gemeinsame Position festlegen, damit das Verbot des Verbrennungsmotors in Kraft treten kann. Mit ihrer Abstimmung legten die Abgeordneten die Position des Parlaments für die anstehenden Verhandlungen fest.

Warum wurde über die Maßnahmen abgestimmt?

Nach Berechnungen von Experten entstehen in der EU mehr als ein Fünftel aller Emissionen des klimaschädlichen CO2 im Straßenverkehr, indem fossile Kraftstoffe wie Benzin und Diesel verbrannt werden. Dieser hohe Anteil soll nach den Plänen der EU-Kommission deutlich gesenkt werden, um das Ziel eines klimaneutralen Europas im Jahr 2050 erreichen zu können. Europa soll bis zu diesem Zeitpunkt der erste Kontinent werden, der nur noch unvermeidbare Treibhausgase ausstößt und diese wenigen Emissionen vollständig ausgleicht.

Warum setzt sich die EU diese Ziele?

Die Wissenschaft ist sich ganz überwiegend einig, dass der Mensch für den Klimawandel verantwortlich ist – unter anderem durch zu hohe CO2-Emissionen. Durch die Maßnahmen soll der weitere weltweite Temperaturanstieg begrenzt werden – auf einen Anstieg von deutlich unter zwei Grad, wenn möglich unter 1,5 Grad im Vergleich zum vorindustriellen Zeitalter.

Welche Autokonzerne haben ambitioniertere Pläne?

Unabhängig von der Entscheidung des Europaparlaments wollen eine Reihe von Autoherstellern deutlich früher voll auf reine Elektroautos setzen. Einen der weitreichendsten Entschlüsse hat die britische Marke Jaguar gefasst. Ab 2025 sollen alle angebotenen Modelle vollelektrisch sein.

Auch der Multi-Markenkonzern Stellantis geht deutlich weiter als von Teilen der Politik gefordert. So soll die italienische Marke Lancia ab dem Jahr 2024 international ausschließlich mit vollelektrischen Modellen auf den Markt zurückkehren. Fiat will laut dem Chef der italienischen Stellantis-Tochter, Olivier Francois, bereits ab dem Jahr 2027 und damit drei Jahre früher als bisher geplant in Europa nur noch reine Elektroautos verkaufen. Ein Jahr später als Fiat folgt nach derzeitigem Stand die deutsche Marke Opel. Für die französischen Stellantis-Marken Citroen und Peugeot wäre ein solcher Schritt laut Experten ebenfalls keine Überraschung mehr.

Im Jahr 2030 planen die BMW-Tochter Rolls-Royce, die Toyota-Nobelmarke Lexus und Volvo ebenfalls, nur noch rein elektrische Modelle in Europa anzubieten.

Welche Pläne haben einzelne Staaten und Regionen?

In Europa schreitet das Nicht-EU-Land Norwegen besonders schnell voran. Ab dem Jahr 2025 soll es in dem nordeuropäischen Staat keine Neuzulassungen von Autos mit Verbrennungsmotoren mehr geben. Angesichts eines derzeitigen Anteils vollelektrischer Autos bei den Neuzulassungen von mehr als 80 Prozent erscheint dieses Ziel erreichbar zu sein.

Fünf Jahre später wollen Dänemark, Irland, Island, die Niederlande, Schweden und Slowenien Neuzulassungen von Autos mit Verbrennungsmotoren ebenfalls verbieten.

Wie groß ist der Bestand an Elektroautos?

In Deutschland ist der Bestand noch immer überschaubar. Zum Jahreswechsel waren in Deutschland gerade einmal rund 618.000 reine Elektroautos zugelassen. Zum Vergleich: Die Zahl der Benziner lag bei 31 Millionen, die der Diesel bei knapp 15 Millionen. Nur etwa jedes 81.Auto war damit ein vollelektrisches Modell.

Was sagen Kritiker?

Kritik an der Entscheidung des EU-Parlaments kommt von der deutschen Automobilindustrie. In weiten Teilen Europas gebe es „keine ausreichende Ladeinfrastruktur“ für Elektroautos, sagte die Präsidentin des Verbands der Automobilindustrie (VDA), Hildegard Müller.

Der Zentralverband Deutsches Kraftfahrzeuggewerbe (ZDK) kritisierte, dass nach dem Votum des EU-Parlaments synthetische Kraftstoffe nicht positiv auf die neuen CO2-Flottengrenzwerte angerechnet werden sollen. Mit klimaneutralen E-Fuels oder Biokraftstoffen könnten die bereits bestehenden Fahrzeuge klimaneutral angetrieben werden. Die bestehende Tankstellen-Infrastruktur wäre vorhanden.

Wie reagieren Umweltschützer?

Die Klimaschutzbewegung Fridays for Future reklamierte den Beschluss des EU-Parlaments als einen Erfolg ihrer Arbeit. Aber das angepeilte Jahr 2035 sei „zehn Jahre zu spät“, um das Ziel zu erreichen, die Erderwärmung wie 2015 auf der UN-Klimakonferenz in Paris vereinbart auf 1,5 Grad zu begrenzen im Vergleich zur vorindustriellen Zeit, schrieben die Aktivisten auf Twitter.

„Heute wurde vom Europäischen Parlament ein klares Signal Richtung Antriebswechsel gesetzt“, so Jens Hilgenberg, Leiter Verkehrspolitik der Umweltorganisation BUND. Der Verbrennungsmotor sei ein Auslaufmodell, das müsse nun allen Beteiligten klar sein. Vom Nabu heißt es: „Das EU-Verbrenner-Aus 2035 ist ein großer Schritt und Arbeitsauftrag zugleich.“ Die Bundesregierung müsse nun dringend Maßnahmen ergreifen, damit das Ziel erreicht werde.

Der Deutschen Umwelthilfe geht die Maßnahme nicht weit genug, sie fordert ein Verbrenner-Aus schon ab 2030. Bundesgeschäftsführer Jürgen Resch erklärte: „Die eskalierende Klimakrise lässt uns nicht die Zeit, noch weitere 13 Jahre Millionen neue Verbrenner-Autos auf Europas Straßen zu spülen, die dann wiederum 15 Jahre oder noch länger auf klimaschädlichen Sprit angewiesen sind.“

(pte) – Mittels Fluor-Nanoröhrchen lässt sich Meerwasser 1.000 Mal schneller entsalzen als mit etablierten Verfahren. Außerdem ist der Energieaufwand deutlich geringer, wie Yoshimitsu Itoh vom Institut für Chemie und Biochemie der Universität Tokio http://www.u-tokyo.ac.jp/en zeigt. Die Entwicklung seines Teams ist dem Experten nach ein wichtiger Schritt, um die zunehmende Knappheit an Trinkwasser in weiten Teilen der Welt zu bekämpfen.

Besser, schneller, sparsamer

Itoh hat sich von einer erprobten Technik inspirieren lassen. Wasser und Abwasser fließt leichter durch Rohre, wenn diese innen mit einer Fluor-Verbindung beschichtet sind. Das müsste sich auch auf Nanoröhrchen übertragen lassen, dachte er und machte sich an die Arbeit. „Wir wollten herausfinden, wie effektiv ein Fluor-Nanokanal verschiedene Komponenten einer Flüssigkeit, insbesondere Wasser und Salz, selektiv filtert“, so Itoh. Nach einigen komplexen Computersimulationen entschied er sich dafür, Prototypen der Fluor-Nanoröhrchen herzustellen.

Die gefertigten Nanoringe haben einen Durchmesser von ein bis zwei Nanometer. Daraus erschufen die Forscher eine Membran. Zum Vergleich: Ein menschliches Haar ist fast 100.000 Nanometer breit. Da Fluor elektrisch negativ ist, stößt es negative Ionen wie das im Salz enthaltene Chlor ab, sodass es die Membran nicht passieren kann. Zudem löst es sogenannte Wasser-Cluster auf, so dass diese die Kanäle schneller passieren. Die fluorbasierten Wasserentsalzungsmembranen des Teams sind effektiver, schneller, benötigen weniger Energie für den Betrieb und sind auch sehr einfach zu bedienen.

Ein-Meter-Membran als Ziel

„Derzeit ist die Art und Weise, wie wir unsere Materialien synthetisieren, allerdings relativ energieintensiv. Wir sind jedoch zuversichtlich, dass wir hier Einsparungen erreichen“, sagt Itoh. Angesichts der Langlebigkeit der Membranen und der niedrigen Betriebskosten seien die Gesamtkosten pro Liter Trinkwasser jedoch jetzt schon niedriger als bei etablierten Techniken. So würden die Gesamtenergiekosten viel niedriger ausfallen als bei den derzeitigen Methoden.

Bisher hat das japanische Forscher-Team mit einzelnen Nanokanälen im Labor experimentiert. Ihr Nahziel, so die Wissenschaftler, ist es mittelfristig, daraus Membranen mit einem Durchmesser von bis zu einem Meter zu formen, um den Durchlauf drastisch zu erhöhen, wie es heißt.

(KIT) – Ob bei der Versorgung mit Elektrizität, Wasser oder Lebensmitteln, beim Transport oder im Gesundheitswesen: Die Funktionsfähigkeit kritischer Infrastrukturen entscheidet über die Verfügbarkeit von ebenso alltäglichen wie lebenswichtigen Gütern und Dienstleistungen. Innovative technologische Entwicklungen, wie die zunehmende Digitalisierung, ermöglichen eine flexible und dezentrale Steuerung der Versorgungssysteme und eröffnen gerade für die Energie- und Mobilitätswende neue Chancen. Sie erhöhen aber auch die Anfälligkeit für Störungen und Angriffe von außen. So steigt seit einigen Jahren die Gefahr von Cyberattacken, bei denen nicht nur Daten missbraucht, sondern ganze Systeme lahmgelegt werden können. In einem dezentralen Energiesystem, das vor allem regenerative Quellen nutzt, können zudem der Ausfall einzelner Komponenten sowie die zeit- und witterungsbedingt schwankende Einspeisung die Versorgungssicherheit gefährden.

Wie sich Energiesysteme und andere kritische Infrastrukturen nachhaltig und zugleich widerstandsfähig gestalten lassen, erforscht die Arbeitsgruppe Resiliente und Smarte Infrastruktursysteme – RESIS unter Leitung von Dr. Sadeeb Simon Ottenburger und Wolfgang Raskob am Institut für Thermische Energietechnik und Sicherheit des KIT. Zudem ist RESIS Mitglied des CEDIM – Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology des KIT. Bei der Hannover Messe 2022 vom 30. Mai bis 2. Juni ist das Team am Stand des KIT im „Future Hub“ (Halle 2, Stand B40) vertreten. Auf technische Systeme bezogen bezeichnet Resilienz die Eigenschaft, auch unter hohen Belastungen oder trotz Störungen nicht vollständig zu versagen, sondern wesentliche Funktionen aufrechtzuerhalten und bald wieder voll einsatzfähig zu sein.

Umgang mit Unsicherheit gehört dazu

„Die bereits stattfindende Planung zukünftiger kritischer Infrastrukturen muss neue systemische Risiken und große Unsicherheiten systematisch berücksichtigen und insbesondere negative Auswirkungen einzelner oder mehrerer Ereignisse auf die Gesellschaft verstehen“, sagt Ottenburger. Bezogen auf die Energieversorgung bedeutet dies beispielsweise, dass mit der Energie- und Mobilitätswende das Stromnetz immer wichtiger wird. Dieses wiederum hängt von Informations- und Kommunikationsnetzen ab. Wie sich die aus neuen Netzstrukturen erwachsenden Gefahren sowie Randbedingungen, beispielsweise die Folgen der Erderwärmung, die Bevölkerungsstruktur oder die Nachfrage nach Strom, Wärme und Verkehr, in Zukunft entwickeln werden, lässt sich jedoch schwer vorhersagen. Wie robuste Lösungen unter großen Unsicherheiten aussehen können, damit beschäftigen sich die Forschenden um Ottenburger und Raskob mithilfe von Simulationsmodellen, Künstlicher Intelligenz (KI), Mathematik und Erkenntnissen aus den Sozial- und Wirtschaftswissenschaften.

Die Arbeitsgruppe RESIS entwickelt Konzepte und Methoden zur Gestaltung und zum Betrieb smarter und anpassungsfähiger kritischer Infrastrukturen, besonders Energie-, Wasserversorgungsnetze sowie Verkehrsstrukturen. Zentral ist dabei eine Plattform, die Belastungsszenarien unter verschiedenen Randbedingungen simuliert und dadurch erlaubt, Wechselwirkungen zwischen verschiedenen Teilsystemen und damit systemischen Risiken zu analysieren.

Microgrids sichern Stromversorgung für lebenswichtige Einrichtungen

Um die Resilienz der Energieversorgung zu erhöhen, lassen sich beispielsweise Microgrids integrieren, das heißt, viele kleine intelligente Energiezellen, die nicht nur eine netzstabilisierende Funktion erfüllen, sondern auch vorübergehend autonom funktionieren. So lassen sich kritische Infrastrukturen, wie Krankenhäuser, Apotheken und Feuerwehren, auf verschiedene Microgrids verteilen. Standorte und Auslegung von Speicher- und Verteilinfrastrukturen sind mit entscheidend, um in kritischen Phasen eine autarke Versorgung zu gewährleisten. „Diese präventiven Designstrategien greifen bereits bei einem Brownout, also einem Spannungsabfall, beispielsweise aufgrund eines Strommangels auf der Übertragungsnetzebene, um einen Blackout zu verhindern“, erklärt Sadeeb Simon Ottenburger.

Neben den technischen Faktoren binden die Forschenden um Ottenburger und Raskob zunehmend auch soziale Aspekte in ihre Resilienzforschung ein. Kritische Infrastrukturen sind auf das Vertrauen der Bevölkerung angewiesen; präventive Strategien bedürfen der gesellschaftlichen Akzeptanz. Wenn Ressourcen knapp werden, ist von Verbraucherinnen und Verbrauchern Flexibilität gefordert, beispielsweise während einer langanhaltenden europäischen Dunkelflaute, wenn weniger Strom aus regenerativen Quellen bereitgestellt werden kann, sich Energiespeicher leeren, oder Ressourcen aufgrund von Cyberattacken nicht mehr verfügbar sind.

Center for Disaster Management and Risk Reduction Technology (CEDIM)

Das CEDIM, eine interdisziplinäre Einrichtung des KIT, forscht zu Katastrophen, Risiken und Sicherheit. Ziel ist, natürliche und menschengemachte Risiken in einer sich rasch verändernden, von Bevölkerungswachstum, Urbanisierung und Klimawandel geprägten Welt genauer zu verstehen, früher zu erkennen und besser zu bewältigen. Dazu verbinden die Forschenden Risikoerfassung, Risikoanalyse, Risikomanagement und Risikokommunikation und entwickeln darauf aufbauend Konzepte zur Verbesserung der Resilienz von Infrastrukturen und Versorgung.

Die Wissenschaftler sind zuversichtlich, dass der Kohleausstieg auch im Falle eines Gas-Exportstopps aus Russland möglich bleibt. Erneuerbare Energien sollen die fehlende Leistung kompensieren.

Sollte bald kein russisches Gas mehr nach Deutschland fließen, müssten laut DIW im extremsten Szenario rund 43 Terawattstunden ersetzt werden.

Selbst im Falle eines russischen Gas-Exportstopps bleibt der in Deutschland angestrebte Kohleausstieg bis 2030 laut einer Studie des Deutschen Instituts für Wirtschaftsforschung (DIW) möglich.

Zwar müssten Kohlekraftwerke ohne russisches Gas kurzfristig länger am Netz oder in Bereitschaft bleiben. „Aufgrund des zu erwartenden starken Zubaus an Erneuerbaren kann jedoch die Stein- und Braunkohleverstromung bereits ab dem Jahr 2024 wieder deutlich absinken“, schreiben die Forscherinnen und Forscher des DIW.

Sollte bald kein russisches Gas mehr nach Deutschland fließen, müssten laut DIW im extremsten Szenario rund 43 Terawattstunden ersetzt werden. Hinzu käme der Wegfall der noch aktiven Atomkraftwerke Isar 2, Emsland und Neckarwestheim 2, die Ende des Jahres endgültig vom Netz gehen sollen. Dadurch fehlen den Angaben nach im kommenden Jahr im Vergleich zu 2020 weitere 64 Terawattstunden Stromerzeugung.

Ein Teil dieser fehlenden Leistungen könne zwar durch erneuerbare Energien kompensiert werden. „Zur Absicherung der Stromversorgung im Jahr 2023 sollten jedoch die in diesem Jahr zur Stilllegung vorgesehenen Steinkohlekraftwerke vorübergehend als Reserve vorgehalten werden sowie die sich schon in der Reserve befindlichen Steinkohleblöcke in dieser verbleiben“, schreiben die Autorinnen und Autoren des DIW.

Die zu erwartende zusätzliche Erzeugung aus Kohlekraftwerken bei maximalen Einsparungen von Erdgas liege im Jahr 2023 demnach ungefähr zwischen 41 Terawattstunden und 73 Terawattstunden.

Dennoch sind die Wissenschaftler zuversichtlich, dass der Kohleausstieg bis 2030 trotz der kurzfristig benötigten zusätzlichen Reserven machbar bleibt. „Mittelfristig ersetzen erneuerbare Energien einen Großteil der fossilen Stromerzeugung“, schreiben sie.

(mhe) – Mehr als eine Milliarde Menschen weltweit haben keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser – dies ist nach wie vor eine Ursache hoher Kindersterblichkeit. Als Antwort auf diese globale Herausforderung haben Forschende des KIT das Konzept einer mit erneuerbaren Energien betriebenen Membranfiltration entwickelt: Mit modularen Anlagen wird dabei salziges Brackwasser in Trinkwasser umgewandelt, das den Standards der Weltgesundheitsorganisation WHO genügt. Solche Anlagen eignen sich ideal für den Einsatz in ländlichen und trockenen Regionen, insbesondere in Entwicklungsländern, da sie unabhängig von zentraler Infrastruktur funktionieren.

„Die von uns entwickelten Systeme nutzen druckgetriebene Membranverfahren, das ist eine bewährte Filtrationstechnologie zur Ultra- und Nanofiltration“, sagt Professorin Andrea Schäfer vom Institute for Advanced Membrane Technology des KIT, die sich bei der Entwicklung um die Wasseraufbereitung kümmert. „Entfernt werden neben Salz auch organische Stoffe, Pestizide, Fluorid, Uran und Arsen sowie Bakterien und Viren.“ Professor Bryce Richards vom Institut für Mikrostrukturtechnik des KIT ist für die Energieversorgung zuständig und betont: „Trinkwassermangel und fehlender Zugang zur Stromversorgung treten oft gemeinsam auf. Deshalb war eine autarke Energieversorgung ein zentraler Teil der Entwicklung.“ Die beiden Forschenden haben das Projekt seit 2001 mit viel Eigeninitiative sowie mit Unterstützung durch ihre Forschungsgruppen und Sponsoren vorangetrieben. Für ihr Engagement wurden sie von der Josef Wund Stiftung jetzt mit dem Undine Award ausgezeichnet. Das Preisgeld wollen Schäfer und Richards direkt in die Umsetzung ihres Projekts investieren: Als nächstes ist ein Living Lab als Langzeitstudie mit zehn Anlagen in Afrika geplant.

Die Warnung in dieser Pressemitteilung kann ich nur unterstützen, allerdings frage ich mich, warum die Politik noch nicht auf eine naheliegende Lösung aufmerksam gemacht hat. Im Mittelalter und in der Neuzeit war es üblich, dass aus praktischen Gründen jedes Haus mit einer Zisterne ausgestattet wurde. Diese unselige Vermischung zwischen Abwasser und Regenwasser kann bei Stark-Regen ein großes Problem darstellen. eine Zisterne würde diesen Effekt vermindern. In Italien, selbst in extrem trockenen Gegenden, wurde fast alle Zisternen stillgelegt, als die zentrale Trinkwasser-Versorgung in der Infrastruktur üblich wurde. Das weiß ich aus persönlicher Erfahrung. Aber auch in Deutschland ließe sich enorme Wasserreserven sparen, wenn eine dritte Wasserleitung für Brauwasser z. B. für Toilettenspülung, Gartenbewässerung usw. üblich würde. Es verwundert einen schon, dass die grünen Politiker bisher nicht auf diese Idee gekommen sind, jedenfalls würde es sehr Schonung der knappen Wasserreserven dienen.

Jean Pütz

Grundwasser ist eine absolut lebensnotwendige Ressource, ein unsichtbarer Schatz, der auch langfristig qualitativ und mengenmäßig geschützt werden muss. Ein Paradigmenwechsel in der Landwirtschaft ist notwendig, um die wichtigste Trinkwasserressource in Deutschland vor zu hohen Einträgen von Nitrat und Pflanzenschutzmitteln zu bewahren. Der Klimawandel bedingt ein neues Grundwassermanagement, um auch langfristig Wasser in ausreichender Menge für Menschen, Landwirtschaft, Natur und Industrie zur Verfügung stellen zu können. „Für diesen Grundwasserschutz arbeitet die deutsche Wasserwirtschaft. Wir fordern das Düngerecht nachzubessern und den ökologischen Landbau weiter zu stärken. Wir stehen für zielführende Kooperationen mit der Landwirtschaft, eine hochwertige Abwasserbehandlung, ein intelligentes Regenwassermanagement und die technisch-wissenschaftliche Beratung der Politik“, betont Prof. Uli Paetzel, Präsident der Deutschen Vereinigung für Wasserwirtschaft, Abwasser und Abfall (DWA), anlässlich des UN-Tags des Wassers am 22. März. Die Vereinten Nationen haben den Tag des Wassers in diesem Jahr unter das Motto „Grundwasser. Der unsichtbare Schatz“ gestellt.

(DWA) – Ohne Grundwasser ist alles Nichts. Grundwasser ist in Deutschland die mit Abstand wichtigste Säule der Wasserversorgung, knapp 70 Prozent des Wassers der öffentlichen Versorgung werden aus Grund- und Quellwasser gewonnen. Sinken die Grundwasserstände, vertrocknen Wälder und der Landwirtschaft fehlt das Wasser für das Pflanzenwachstum. Auch die Industrie ist auf eine ausreichende Wasserversorgung angewiesen, wie aktuell die Diskussion um den Tesla-Standort Grünheide zeigt. Viele Flüsse und Bäche werden zudem über Grundwasser gespeist. Es ist daher einer der wichtigsten Aufgaben der Gesellschaft, die lebenswichtige Ressource Grundwasser zu schützen, vor Schadstoffeinträgen, aber auch vor den Folgen des Klimawandels.

Paradigmenwechsel in der Landwirtschaft notwendig

Hierfür ist ein Paradigmenwechsel in der Landwirtschaft unabdingbar. Weg von der industriellen Massentierhaltung, hin zu einer an die Naturräume angepassten, ökologischen und umweltschonenden Landwirtschaft. Zentrales Problem bleibt der in vielen Regionen deutlich zu hohe Tierbesatz bei zu geringer landwirtschaftlicher Fläche, was zu einem Entsorgungsproblem für Jauche und Gülle und damit zu sehr hohen Nährstoffüberschüssen auf den damit gedüngten Flächen führt. Die Tierhaltung muss flächengebunden sein, hier ist der Gesetzgeber gefordert.

Bereits heute müssen viele Wasserversorger Grundwasser kostenintensiv aufbereiten oder mit Wasser aus anderen Quellen mischen, um die Grenzwerte der Trinkwasserverordnung einzuhalten. Ohne eine Verschärfung der Vorgaben der Düngeverordnung werden diese kostenintensiven Maßnahmen zukünftig deutlich zunehmen, insbesondere wenn das natürliche Nitratabbauvermögen im Boden aufgebraucht ist. Die Kosten dieser Maßnahmen trägt nicht der Verursacher, sondern der Endverbraucher über seine Wasserrechnung.

Klimawandel beeinflusst Grundwasserstände

Die trockenen Sommer 2018 bis 2020 haben bereits deutlich aufgezeigt, dass der Klimawandel erhebliche Auswirkungen auf das Grundwasser hat. Lokal mussten Wasserversorger zum Wassersparen aufrufen und Nutzungseinschränkungen durchsetzen. In Sachsen liegt noch heute der Grundwasserstand fast flächendeckend deutlich unter den normalen Monatswerten. Eine aktuelle Studie der Bundesanstalt für Geowissenschaften und Rohstoffe warnt insbesondere für die nördlichen und östlichen Bundesländer vor problematischen Grundwasserständen im Zuge des Klimawandels.

Notwendig ist ein bewussterer Umgang mit der Ressource Grundwasser. Bewässerungen müssen grundwasserangepasst organisiert werden, die Entnahme auch mengenmäßig kontrolliert werden. Zur Schonung der Grundwasserressourcen sollte die Wiederverwendung von nach hohen hygienischen Standards aufbereitetem Abwasser entsprechend der EU-Vorgaben auch in Deutschland bundesweit ermöglicht werden. Zudem plädiert die DWA für ein intelligentes Regenwassermanagement. Flächen müssen entsiegelt, Regenwasser, wenn qualitativ möglich, ortsnah versickert werden. Ziel muss die Orientierung am natürlichen Wasserhaushalt sein. Auch in Deutschland muss jetzt ein Umdenken stattfinden, damit der Schatz Grundwasser zukünftigen Generationen zur Verfügung steht. Dafür arbeiten wir.

Zum Tag des Wassers veranstaltet die DWA am 22. März einen interaktiven LiveStream, Welche Gefahren drohen dem Grundwasser? Wir wirkt sich der Klimawandel auf das Grundwasser aus? Und welche Folgen hat der Braunkohleausstieg auf die regionalen Wasserhaushalte? Ihre Fragen, unsere Experten. Schalten Sie sich zu.