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ENERGIE: aus Erdgas einfach flüssigen Treibstoff machen

Durch den Einsatz von Hochtemperatur-Sauerstoffleitern lässt sich wahrscheinlich ein Problem der nahen Zukunft technisch lösen: Die Wandlung von Erdgas zu flüssigen Treibstoffen. Am Institut für Physikalische Chemie und Elektrochemie der Leibniz Universität Hannover werden dazu die Mechanismen untersucht, nach denen oxidische Keramiken bei hohen Temperaturen Sauerstoff transportieren. Die Gruppe um Prof. Jürgen Caro forscht über keramische Membranen als Hochtemperatur-Sauerstoffleiter. Sie ist in ein "Network of Excellence" der EU eingebunden, koordiniert ein Leuchtturmprojekt des Bundesforschungsministeriums mit zwölf industriellen und akademischen Partnern und arbeitet an mehreren Forschungsvorhaben der Deutschen Forschungsgemeinschaft. Ein BMBF-Projekt ist bereits erfolgreich abgeschlossen, ein Nachfolgeprojekt jetzt bewilligt. Erdgas, das auch ein Nebenprodukt der Erdölförderung ist und dort häufig in Mengen auftritt, die keine Pipeline oder eine Verflüssigung für den Tankertransport rechtfertigen, wird häufig einfach verbrannt. Eine Nutzung zum Beispiel für die Petrolindustrie wäre möglich, wenn es gelänge, dieses Gas in transportierbare flüssige Energieträger, also Benzin, Diesel oder Alkohol, umzuwandeln. Gemeinsam mit Humboldt Research Fellow Dr. Haihui Wang vom Dalian Institut der Chinesischen Akademie der Wissenschaften wurden dazu Sauerstoffleiter mit neuer chemischer Zusammensetzung entwickelt und durch die Universität patentiert. Für die technische Verwirklichung wurden flexible keramische Hohlfasern gemeinsam mit dem Stuttgarter Fraunhofer-Institut für Grenzflächen- und Bioverfahrenstechnik entwickelt. Sie sind in einem Spinnprozess kilometerlang herstellbar. Ein weiterer Anwendungsfall der neuen Keramikmembranen kann die Erzeugung sauerstoffangereicherter Luft mit 40 Prozent Sauerstoff sein, die zusammen mit Erdgas das Ausgangsgas der Synthese von Ammoniak für die Düngemittelproduktion bildet.

Tel. 0511-762-3175
E-Mail: juergen.caro@pci.uni-hannover.de
und info@pressestelle.uni-hannover.de

ENERGIE: Strom aus Ameisensäure ist kein Problem

Forschern am Fraunhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme, IKTS Dresden, ist es gelungen, mit kostengünstigen Verfahren zusätzliche, nichtelektronische Funktionselemente in die Keramik für Mikrobrennstoffzellen einzuarbeiten. Dabei kommt ihnen eine Besonderheit des Materials zugute: Strukturen lassen sich nicht nur an der Oberfläche der Keramik aufbringen, sondern auch im Inneren: Die Mikrobrennstoffzelle wird durchzogen von winzigen Kanälen für den Wasserstoff- oder Flüssigkeitstransport. Die Produktion ist einfach und billig. „Denn aus LTCC können wir eine Brennstoffzelle in einem Rutsch herstellen“, erklärt Dr. Michael Stelter. Die Spezialkeramik LTCC (Low Temperatured Cofired Ceramic) dient als Baumaterial. Ein weiterer Vorteil: Die Brennstoffzelle kann unterschiedliche Treibstoffe nutzen – in erster Linie Wasserstoff und Methanol, aber auch Exoten wie Ameisensäure. „Ein sehr guter Energielieferant, der jedoch gewöhnliche Brennstoffzellenmaterialien zersetzt“, sagt Stelter. Der Keramik hingegen kann die Säure nichts anhaben. Die IKTS-Forscher treiben die neue Generation von Mikrobrennstoffzellen gemeinsam mit mehreren deutschen Industrieunternehmen voran. Die bisher übliche Herstellung von Brennstoffzellen aus Hunderten kleinster Einzelteile ist teuer und aufwändig.

Tel. 0351-2553-648
Fax –208
Internetseite: http://www.fraunhofer.de/fhg/press/pi/2006/08/Mediendienst82006Thema2.jsp

ENERGIE: aus Holzabfällen Strom erzeugen

(WWP 18-01-06) Ein Team um Prof. Dr.-Ing. Theodor Belting vom Fachbereich Energie - Gebäude - Umwelt der FH Münster hat ein neues Verfahren zur Stromerzeugung aus Holzabfällen entwickelt. Beteiligt war auch das Unternehmen Mothermik. Damit können nun zum Beispiel Sägewerke ihre Abfälle besser verwerten. Dort wie auch in Schreinereien oder Möbelfabriken fallen Tag für Tag riesige Mengen an Holzspänen an. Der elektrische Wirkungsgrad des für die alternative Energieerzeugung genutzten Zündstrahl-Blockheizkraftwerkes liegt laut Belting um 16 Prozent höher als bei bisher bekannten anderen Verfahren. Die besonderen Vorteile seien, dass das gereinigte Holzgas völlig rückstandsfrei vergast und zur Stromerzeugung verwendet werden könne. Hinzu komme, dass aus den Holzhackschnitzeln hochwertige Holzkohle für die Weiterverwendung in anderen Bereichen gewonnen werde. "Schon nach kurzer Zeit decken die Erlöse aus dem Holzverstromungsbetrieb die Investitionskosten", hebt Belting hervor. Je nach Größe liefert die Anlage zwischen 150 bis 500 Kilowatt Strom. Die bei der Stromerzeugung entstehende Wärme kann über Wärmetauscher für Heizzwecke oder zur Trocknung der Holzhackschnitzel genutzt werden. In einer 150 Kilowatt Holzverstromungsanlage können pro Jahr rund 900 Tonnen Holzreste verwertet werden. Damit lassen sich 1.360.000 Kilowattstunden Strom und 1.320.000 Kilowattstunden Wärme erzeugen. "Der Nutzen für Sägewerke oder andere holzverarbeitenden Betriebe liegt auf der Hand", erklärt der Hochschullehrer. Einerseits würden die Holzabfälle im eigenen Betrieb automatisch entsorgt, andererseits könnten zusätzliche Einnahmen erzielt werden, da die gewonnene Energie ins öffentliche Stromnetz eingespeist und nach dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) entsprechend vergütet werde.

E-Mail: belting@fh-muenster.de
Internet: http://www.holzverstromung.de

ENERGIE: Biomasse bringt die Insel ans Netz

(WWP 24-01-06) Im Rahmen eines europäisch-asiatischen Projekts zeigen Wissenschaftler vom Institut für Abfallwirtschaft und Altlasten (IAA) der TU Dresden der Bevölkerung Vietnams jetzt eine Lösung auf, um die bislang stromlose Insel Phu Quoc konstant mit Energie zu versorgen. Im Rahmen des BIWARE-Projekts wird den Inselbewohnern vorgeführt, wie aus Biomasse eine dezentrale Energieversorgung aufgebaut werden kann, sodass die Insel vom Festland unabhängig bleibt. Phu Quoc liegt vor der Südküste Vietnams und ist die größte Insel des Landes. Mit weißen Stränden und tropischer Vegetation ist Phu Quoc ein Urlaubsparadies, das allerdings für Touristen noch wenig erschlossen ist, da es bislang keinen Strom gibt. BIWARE und das Nachfolge-Projekt RENEW sind Teile des ASEAN-EU University Network Programme (AUNP). Im Rahmen von BIWARE wurde als erster Schritt ein Handbuch zur Nutzung von Biomasse erstellt, mit dessen Hilfe vietnamesische Behörden, Entsorger, Kommunen, Privatpersonen usw. selbst aus Biomasse Strom herstellen können. Dazu hat das IAA den Teil zur Biomasseverbrennung beigetragen. Im Folgeprojekt RENEW wurde anschließend eine Machbarkeitsstudie zur dezentralen Energieversorgung von Phu Quoc mittels Biomasse durchgeführt. Laut Alexander Janz vom IAA soll der jetzt stattfindende Technologietransfer nicht nur auf die Insel Phu Quoc beschränkt bleiben, sondern auch auf andere Regionen Vietnams und Thailands übertragen werden. Damit das Know-how vor Ort gesichert und weiterentwickelt werden kann, wurde der an der TU Dresden angebotene Studiengang "Abfallwirtschaft und Altlasten" jetzt an der National University Vietnam in Hanoi eingeführt. In vier Semestern können die Studenten dort einen Masterabschluss in Abfallwirtschaft und Altlasten erlangen. Um den Masterkurs zu etablieren, wird ein Austausch von Lehrpersonal betrieben. So wurden Professoren und Assistenten aus Hanoi in Dresden weitergebildet; Mitarbeiter des IAA assistieren dagegen bei der Umsetzung des Studiengangs in Hanoi. Die Kooperation wird vom DAAD gefördert und soll bis Ende 2007 andauern.

Tel. 03501-5300-62/-32
Fax -22
E-Mail: schirm@rcs.urz.tu-dresden.de
und Alexander.Janz@tu-dresden.de

ENERGIE: Stromfressen dem Verbraucher bewusst machen

Das Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, ISI Karlsruhe, hat untersucht, wie man die Verbraucher auf die Energieverluste im Schlummer-Betrieb aufmerksam machen kann. Die Fraunhofer-Forscher sollten klären, ob sich dieser unnütze Stromkonsum durch eine Kennzeichnung der Geräte mit einem Standby-Label verringern ließe. Ein solches Label könnte etwa angeben, wie viel Strom das Gerät im Standby- und im "Schein-aus"-Zustand benötigt. Im Schein-aus-Modus ist das Gerät scheinbar ausgeschaltet, verbraucht aber in Wirklichkeit immer noch etwas Strom. Das Potenzial ist immens: Rund neun Milliarden Kilowattstunden pro Jahr ließen sich sparen, wenn die jeweils besten Technologien eingesetzt würden, hat die Forschungsstelle für Energiewirtschaft in München ausgerechnet. Rechtlich wäre die Einführung einer solchen Kennzeichnungspflicht nach Einschätzung der Projektpartner an der TU Dresden auch in einem nationalen Alleingang möglich. In ihrer Studie machen die ISI-Experten Vorschläge, wie ein Label für Geräte und Verpackungen aussehen könnte. Einen Aufkleber mit Klassifizierung der Energieeffizienz von A bis G, wie er derzeit schon bei Kühlschränken oder Waschmaschinen üblich ist, halten die Wissenschaftler für weniger sinnvoll. Denn bei Großgeräten wird der Strom fast nur im laufenden Betrieb verbraucht. Eine Kennzeichnung für Geräte wie Computer, Drucker, Fernseher, Set-Top-Boxen, Espressomaschinen - so die ISI-Forscher - sollte dagegen den Standby-Verbrauch in Watt ausweisen und zusätzlich auch noch den Verbrauch im Schein-Aus-Zustand angeben. Alternativen für die Kennzeichnung erwähnt die Studie auch: freiwillige Selbstverpflichtungen der Hersteller, Mindeststandards, Verbot des Schein-Aus-Zustands und Ausbau bestehender Kennzeichnungen wie etwa Energy-Star- oder EU-Öko-Label. Bei knapp 60 Millionen Fernsehern werden pro Jahr über drei Milliarden Kilowattstunden vergeudet.

Internet: http://www.fraunhofer.de/fhg/press/pi/2005/09/Presseinformation28092005.jsp

ENERGIE: Schummeln ist hier programmiert

Laut Christof Timpe, Energieexperte am Freiburger Öko-Institut dürften die Stromversorger den Energiemix für die Stromerzeugung falsch berechnen und den umweltbewussten Verbraucher damit in die Irre führen. Eine im Grundsatz gute Regelung – nämlich die Kennzeichnung auf Rechnungen und Werbematerialien über die Herkunft des Stroms – wird in der Praxis aus Sicht des Öko-Instituts nicht funktionieren. Die Kennzeichnung soll Auskunft geben auf die Frage: Atom, Gas, Kohle, erneuerbare Energien - aus welchen Quellen stammt der Strom, mit dem wir beliefert werden? Und welche Umweltbelastungen sind damit verbunden? Ab 15. Dezember soll man die Antwort seiner Rechnung entnehmen können. Kritik übt Timpe vor allem an dem sogenannten Leitfaden zur Stromkennzeichnung, den der Verband der Elektrizitätswirtschaft (VDEW) entwickelt hat. Falls die Versorger diesen Vorschlägen der Stromwirtschaft folgen, fällt die Bilanz für erneuerbare Energien zu positiv aus, Anteile aus Atom- und Kohlekraftwerken fallen unter den Tisch. Der Grund für die falschen Berechnungen des Energiemixes liegt darin, dass die Stromwirtschaft zwei Bilanzierungsverfahren kombinieren will. Um zu berechnen, wie viel Prozent die verschiedenen Energiequellen am Gesamtmix ausmachen, können Stromversorger Daten aus zwei verschiedenen Quellen nutzen. Entweder lassen sie sich direkt von ihren Lieferanten bescheinigen, aus welchen Kraftwerken der Strom stammt und wie viel Strom diese jeweils liefern. Oder aber sie verwenden statistische Durchschnittswerte der gesamten Stromerzeugung, zum Beispiel für an der Strombörse EEX gehandelten Strom. Nutzen die Stromversorger Daten aus beiden Quellen, muss die Rechnung korrigiert werden, damit die Bilanz am Ende stimmt. Denn die bereits direkt bescheinigten Strommengen sind gleichzeitig auch in der Statistik enthalten. Werden diese direkt bescheinigten Anteile nicht wieder aus den statistischen Durchschnittswerten herausgerechnet, werden sie also doppelt gezählt. Diese Korrektur ist bisher aber nicht vorgesehen. Die Stromversorger werden sich vor allem Strom aus erneuerbaren Energien direkt bescheinigen lassen. Deshalb ist zu erwarten, dass nach dem Vorschlag der Stromwirtschaft vor allem umweltfreundliche Stromquellen doppelt gezählt und damit überbewertet werden. Nächstes Problem: Nirgendwo ist verbindlich festgelegt, wie die Stromversorger die Daten zur Stromherkunft und deren Umweltbelastungen eigentlich darstellen sollen. Von Grafiken über Diagramme bis hin zum einfachen Fließtext - geht es nach den Empfehlungen der Stromwirtschaft, ist fast jede Darstellung möglich. Da wird ein Vergleich zwischen unterschiedlichen Stromanbietern unnötig schwer. Laut Timpe sollten die Daten stattdessen kundenfreundlich in einem einheitlichen und leicht verständlichen Format präsentiert werden.

Tel. 0761-45295-33
E-Mail: c.timpe@oeko.de
Internet: http://www.ok-power.de
und http://www.gruenerstromlabel.de

ENERGIE: Solaranlagen in die USA exportieren

Die Entwicklung des US-Photovoltaikmarkts könnte sich in den nächsten Jahren deutlich beschleunigen. Schätzungen zufolge ist ein Wachstum von 85 Megawatt installierter Leistung im Jahr 2004 auf rund 700 Megawatt im Jahr 2010 möglich. Dies geht aus dem neuen "Praxisreport Solarmarkt USA" der Deutschen Energie-Agentur GmbH (dena) hervor, der unter Mitwirkung des Bundesverbandes Solarindustrie e.V. (BSi) und der VDI/VDE Innovation + Technik GmbH (VDI/VDE-IT) erstellt wurde. Demnach beruhen die Impulse vor allem auf Initiativen einzelner Bundesstaaten und Regionen - allen voran Kalifornien. Für deutsche Solarunternehmen eröffnen sich dadurch gute Exportchancen. Die größten Hoffnungen ruhen zu Recht auf Kalifornien: Hier konzentrieren sich bereits jetzt auf Grund gezielter Förderprogramme rund 80 Prozent des US-Photovoltaikmarkts. Außerdem haben einige Bundesstaaten im Südwesten und Nordwesten der USA, zum Beispiel Arizona und New Jersey, in den letzten Jahren Quoten für die Förderung der Photovoltaik durch Energieversorgungsunternehmen eingeführt. Deshalb wird hier voraussichtlich auch eine stärkere Wachstumsdynamik entstehen. Anders als in vielen europäischen Staaten gibt es in den USA kein übergreifendes Gesetz, das den Ausbau erneuerbarer Energien auf nationaler Ebene entscheidend vorantreibt. Positiv wird sich aber das kürzlich verabschiedete Energiegesetz (Energy Bill) auswirken, das für die Jahre 2006 und 2007 Steuervergünstigungen für Solaranlagen von 30 Prozent vorsieht. Der Praxisreport soll deutschen Unternehmen den Einstieg in diesen vielseitigen, aber auch komplexen Markt erleichtern. Im Jahr 2003 lag der Anteil deutscher Produkte am US-Photovoltaikmarkt bei nur vier Prozent.

Tel. 03328-435-244
E-Mail: lorych@vdivde-it.de
Internet: http://www.exportinitiative.de
und http://www.solar-thermie.org

ENERGIE: wo sich zu bohren lohnt

Ein Projekt des Lehr- und Forschungsgebiets für Angewandte Geophysik der RWTH Aachen unter der Leitung von Prof. Dr. Christoph Clauser erarbeitet derzeit eine Datenbasis, die das geothermische Potential des Untergrunds im Süden aufzeigt. Das Team um Diplom-Geophysiker Andreas Hartmann wird dabei vom Bundesumweltministerium mit 480.000 Euro gefördert. Als Ergebnis des Projekts wird Ende des Jahres eine detaillierte Datenbasis der Gesteinseigenschaften des untersuchten Gebiets vorliegen. "Dies bildet dann eine solide Grundlage für die Entscheidung und Planung von Tiefenbohrungen", resümiert der RWTH-Mitarbeiter Hartmann. Nächstes Ziel ist die Übertragung der Methodik auf andere Gebiete, wie etwa Nordrhein-Westfalen. Ergänzt durch aufwändige Simulationen im Zentrum für Hochleistungsrechnen der RWTH Aachen wird die Mannschaft der Angewandten Geophysik in einem anvisierten Nachfolgeprojekt eine weitere Region in Deutschland geothermisch kartieren. Dies ist auch deshalb möglich, weil die Ergebnisse aus Süddeutschland nach Wärmeleitfähigkeit und -kapazität, nach Porosität und Permeabilität einheitlich klassifiziert werden. Dies erlaubt eine überregionale Verwertung der Resultate. "Über die geologischen Landesämter und den Wirtschaftsverband Erdöl- und Erdgasgewinnung sind die Daten der Erdölindustrie aus der Schwäbischen Alb und Franken verfügbar", beschreibt Hartmann ein Standbein der Informationsbeschaffung. Als zweite Quelle dienen dem Geophysiker und seinem vier Mann starken Team Messungen an vorhandenen Bohrkernen. Dabei legen die Forscher ihr Hauptaugenmerk auf die Wärmeleitfähigkeit. "Die Temperatur in der Tiefe bestimmt die Qualität der Energie", so Hartmann, "die Wärmeleitfähigkeit bestimmt ihre Quantität". Zum Beispiel ist die Wärmeleitfähigkeit umso geringer, je höher der Tonanteil der Gesteine ist. Gerade aber die Entzugsleistung - also die Menge an Energie, die entzogen werden kann - ist entscheidend für die rentable Nutzung der Geothermie.

Tel. 0241-80-94825
Fax -92132
E-Mail c.clauser@geophysik.rwth-aachen.de
und andreas@geophysik.rwth-aachen.de

ENERGIE: Wasser besser mit Sonne erwärmen

Weltweit einmalig hat ein Wissenschaftlerteam um Professor Klaus Vajen vom Institut für Thermische Energietechnik der Universität Kassel eine solarthermische Anlage zur Wassererwärmung entwickelt, die tags und nachts funktioniert und Energie unterhalb der Preise fossiler Brennstoffe bereitstellt. Das sogenannte Multikomponenten-System erreicht dies, weil es außer der Sonneneinstrahlung auch die Luftwärme nutzt. Derzeit wird das Multikomponenten-System in einem deutsch-kirgisischen Kooperationsprojekt auf einem Heizwerk in der kirgisischen Hauptstadt Bishkek erprobt. Es wird dort maßgeschneidert auf klimatische und technologische Bedingungen in den ehemaligen Sowjetrepubliken. Fernziel der Wissenschaftler ist es, bis zum Ende des Jahrzehnts in Kirgisistan die größte solarthermische Anlage der Welt zu bauen. Eine chancenreiche Entwicklungsperspektive für die an Rohstoffen arme Kirgisische Republik, aber auch für den deutschen Export. Das Projekt wird von der VolkswagenStiftung mit 360.000 Euro gefördert. Das Multikomponenten-System ist derzeit als Experimentieranlage auf dem Dach und an der Fassade eines Fernwärmeheizwerkes angebracht. Mit Hilfe moderner Simulations- und Optimierungsmethoden wird daran gearbeitet, seine Effizienz weiter zu erhöhen und es für eine kommerzielle Anwendung fit zu machen. Das System besteht aus drei Komponenten: Einem Luftkollektor, einem Luft-Wasser-Wärmeübertrager und einem wasserdurchströmten Solarkollektor. Diese drei Einheiten sind miteinander gekoppelt, so dass sich ihre Wirkung tagsüber addiert. Der Luftkollektor macht den Anfang: Er sieht aus wie ein schwarzer Heizkörper, durch den über mehrere Lochleisten Luft nach innen gesogen wird. Über die absorbierte Sonneneinstrahlung heizt sich die Umgebungsluft bis auf 45° Celsius auf. Ein Ventilator bläst diese Luft weiter in einen Block, so groß wie ein Kleiderschrank. Das ist der Luft-Wasser-Wärmeübertrager, die zweite Komponente. Die eingeblasene Luft erwärmt hier Grundwasser, das durch dünne Kupferrohre fließt, von 12° auf etwa 20°. In der dritten Komponente, dem wasserdurchströmten Solarkollektor, läuft das Wasser durch einen dichten Teppich schwarzer Gummischläuche. Die Absorption der Sonnenstrahlen bringt die Austrittstemperatur des Wassers hier auf etwa 35° Celsius. Das durchgeleitete Fernwärmewasser wird danach zwar noch konventionell weiter auf 60° erhitzt. Vorgewärmt durch die solarthermische Experimentieranlage muss dafür aber ein Drittel weniger fossiler Energieträger, wie Kohle, Gas oder Öl, verbrannt werden. Wenn nachts der Solar- und der Luftkollektor keine Wirkung mehr erzielen, stellt der Luft-Wasser-Wärmeübertrager immer noch Energie bereit. So erbringt die Anlage auch nachts etwa ein Viertel ihrer Spitzenleistung am Tage.

Tel. 0561-804-3891
Fax -3993
E-Mail: vajen@uni-kassel.de