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Chemische Energieträger

So gelingt die Zukunft mit nachhaltiger Energie

| Autor / Redakteur: Prof. Dr.-Ing. Helmut Seifert / Dr. Jörg Kempf

Windenergie korrespondiert oft nicht mit dem aktuellen Bedarf. Die zeitlich schwankende Verfügbarkeit muss durch leistungsfähige Energiespeicher ausgeglichen werden.
Windenergie korrespondiert oft nicht mit dem aktuellen Bedarf. Die zeitlich schwankende Verfügbarkeit muss durch leistungsfähige Energiespeicher ausgeglichen werden. ()

Eine Technologie alleine kann nicht die Antwort sein, wenn es um die Nutzung chemischer Energieträger geht – der Mix aus verschiedenen erneuerbaren Energiequellen ist der einzige Weg, eine Zukunft mit nachhaltigen Energien zu verwirklichen, wie Prof. Dr.-Ing. Helmut Seifert vom KIC InnoEnergy in diesem Gastbeitrag propagiert.

Erneuerbare Energien wie Windenergie, Wasserkraft, Bioenergie, Sonnenenergie oder Geothermie sollen bei der zukünftigen Energieversorgung in Europa eine große Rolle spielen. Am prominentesten sind derzeit Windräder und Solarzellen; die Energie aus Sonne und Wind korrespondiert aber oft nicht mit dem aktuellen Bedarf. Die zeitlich schwankende Verfügbarkeit muss durch leistungsfähige und öffentliche akzeptierbare Energiespeicher oder Netze ausgeglichen werden. Eine Schlüsselrolle übernehmen hier hochwertige chemische Energieträger, die aus biogenen und fossilen Brennstoffen oder über Syntheseprozesse erzeugt werden. Sie erlauben die Speicherung und den Transport von Energie und können helfen, eine fortlaufende Energieversorgung zu sichern.

Veranstaltungs-Tipp zum Thema: Konferenz„Energy from Chemical Fuels 2015“am 5./6. Oktober in Frankfurt

Technisch ist die Speicherung elektrischer Energie hinsichtlich ihrer Effizienz, Energiedichte und Kosten eine echte Herausforderung – vor allem wenn sie im großen Maßstab erfolgen muss. Derzeit gibt es in Europa eine ganze Reihe spannender Forschungs- und Entwicklungsprojekte, die sich mit der Herstellung, Speicherung und Umwandlung chemischer Energieträger befassen. Dabei stehen meist ein verbesserter Wirkungsgrad, die Reduktion von CO2-Emissionen sowie die Senkung von Prozesskosten im Vordergrund. Denn die neuen Wege zur Energieerzeugung und -speicherung müssen sich nicht nur aus Klimaschutzsicht, sondern auch wirtschaftlich rechnen.

Chemische Energieträger umfassen zum Beispiel synthetische Kraftstoffe, Biogas, Ethanol und Biokohle, die sich durch verschiedene Prozesse aus fossilen Ressourcen, aber vor allem auch aus biogenen Rohstoffen wie Holz, Stroh oder Algen gewinnen lassen. Großes Potenzial liegt in der Nutzung von Abfallstoffen. Auch Wasserstoff, der aus der Wasserelektrolyse mit erneuerbarem Strom erhalten werden kann, ist ein Energieträger, dem in Zukunft eine steigende Bedeutung vorausgesagt wird.

Bei der Nutzung chemischer Energieträger werden diese auf verschiedenen Wegen – etwa durch thermochemische, elektrochemische und biochemische Prozesse – in Wärme, Elektrizität oder Antriebsenergie umgewandelt. Einige Forschungsprojekte beschäftigen sich auch mit der Umwandlung zu Chemikalien, die dann in der Industrie zum Einsatz kommen. Beispiele für die letztendlichen Nutzungsprozesse sind zentrale KWK (Heiz-Kraftwerke) und dezentrale KWK (Blockheizkraftwerke) zur Erzeugung von Wärme und Strom, Brennkammern zur Bereitstellung von Wärme und Verbrennungsmotoren oder Turbinen in der Mobilität. Die Energieträger in standardisierter, vorbehandelter Form bereitzustellen, verbessert dabei deutlich die Leistungsfähigkeit und den Wirkungsgrad der Energieumwandlungsprozesse. Daneben erleichtert es die Lagerung und den Transport.

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