Positionspapier 10.07.2020, 07:00 Uhr

Energiewende: Ingenieure fordern mehr Forschung ohne Vorgaben

Mehr als 50 Wissenschaftler führender Universitäten und außeruniversitärer Forschungseinrichtungen haben sich zusammengeschlossen, um ihre Sicht auf die Energiewende darzulegen: In welchen Bereichen sehen sie das größte Potenzial? Vor allem wünschen sie sich eine offene Forschung, ohne vorgegebene Richtung.

grüne Erde mit Stecker

Wie kann die Welt grün werden? Deutsche Ingenieure betonen die Bedeutung thermochemischer Verfahren.

Foto: panthermedia.net/CaptainPrince

Die beteiligten Ingenieure sind im Schwerpunkt mit chemisch reaktiven Strömungen und Energieverfahrenstechnik befasst. Das Positionspapier haben sie erstellt, um verschiedene Optionen stärker in den Blickpunkt der Öffentlichkeit, insbesondere der Politik, zu rücken. Denn aus ihrer Sicht werde ein Energiesystem, das allein auf elektrische Antriebe und verschiedene Speichermethoden setzt, den Bedarf nicht decken können. Erneuerbare Energiequellen wie Windkraft und Photovoltaik seien zwar wichtig, aber naturgemäß großen Schwankungen unterworfen – ihre Leistung hängt vom Wetter ab, und aktuell gibt es noch keine befriedigenden Speicherlösungen, um diese Schwankungen ausgleichen zu können. Die Ingenieure verweisen daher bewusst auf die Expertise zu thermochemischen Themen, die in Deutschland sehr ausgeprägt sei.

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Wasserstoffförderung wird als positiv empfunden

Zunächst einmal begrüßen sie das EU-Förderprogramm für die Wasserstofftechnologie, auf das sich die EU-Kommission am Mittwoch verständigt hat – bis 2050 sollen zwölf bis 15% des Energiebedarfs mit diesem Energieträger gedeckt werden. Dementsprechend heißen die Ingenieure auch die Nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung gut. Darin sind ein Handlungsrahmen sowie die notwendigen Schritte definiert, um diese Technologie so weit voranzutreiben, dass sie einen großen Beitrag zur Klimawende leisten könnte.

In dem Positionspapier ist ein Modell für einen schrittweisen Umbau des Energiesystems dargelegt. Chemische Energieträger spielen dabei eine tragende Rolle. Unter anderem sollen Verfahren zur thermochemischen und elektrochemischen Energieumwandlung von Brennstoffen weiterentwickelt werden, wie sie beispielsweise in Gaskraftwerken und Brennstoffzellen gebraucht werden. Die Autoren zweifeln nicht daran, dass Gasturbinen in der Stromwirtschaft oder Hybridantriebe in Fahrzeugen über einen langen Zeitraum notwendig seien, um den Ausstoß von Klimagasen zu reduzieren. Ihr Vorschlag: Fossile Energieträger nach und nach durch nachhaltig erzeugte zu ersetzen. Das könnten zum Beispiel synthetische Kohlenwasserstoffe sei, die klimaneutral erzeugt wurden. Hier kommt auch wieder Wasserstoff ins Spiel. Besonders grüner Wasserstoff, der also unter dem Einsatz erneuerbarer Energien erzeugt wurde, solle verstärkt zum Einsatz kommen.

Drei Phasen für den Umbau der Energiesysteme

Konkret stellen sich die Ingenieure einen Umbau der Energiesysteme in drei Phasen vor. Phase 1 meint einen kurzfristigen Zeithorizont, in dem Technologien und Infrastrukturen genutzt werden, die es bereits gibt. In Phase 2 wird diese Infrastruktur zum einen ergänzt, zum anderen sollen ganz neue Komponenten hinzukommen. Parallel geht die Entwicklung neuer Technologien weiter, die in Phase 3 zur Verfügung stehen sollen. Die Ingenieure wollen dabei auf Technologien setzen, deren Potenzial bereits offensichtlich ist.

Als wichtige Anlagen für thermochemische Energiewandler nennen die Autoren des Positionspapiers Gaskraftwerke und dazu ein Praxisbeispiel: Die Großanlage Great Plains Synfuels Plant in Beulah im US-Bundesstaat North Dakota läuft bereits seit über 20 Jahren. Dort wird unter anderem Biomasse genutzt, um synthetisches Gas herzustellen. Denn das sei ein wesentlicher Vorteil thermochemischer Verfahren zur Energieumwandlung. Sie seien weit verbreitet und hätten ihre Zuverlässigkeit schon unter Beweis gestellt. Bei elektrochemischen Verfahren wie Brennstoffzellen und Flussbatterien sei die Situation eine andere. Sie würden sich nur sehr langsam am Markt durchzusetzen, trotz permanenter Forschungsarbeit.

Das hieße: Bewährte Anlagen könnten einen Beitrag zur Energiewende leisten. Ein plötzlicher Technologiewechsel ließe sich so vermeiden.

Lösungsvorschläge für verschiedene Bereiche

Unterm Strich stellt das Positionspapier einige technische Grundlagen vor, führt mögliche Phasen eines Transformationsprozesses auf, wobei auch Kosten berücksichtigt werden, und die Ingenieure betrachten Lösungsvorschläge für die wichtigsten Bereiche: Stromversorgung, Mobilität, Industrie, Gebäude und Forschung. Zur Forschung haben die Autoren identifiziert, wo aus ihrer Sicht der größte Bedarf und das größte Potenzial besteht, um wichtige Zukunftstechnologien zu entwickeln.

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Ein Beitrag von:

  • Nicole Lücke

    Nicole Lücke macht Wissenschaftsjournalismus für Forschungszentren und Hochschulen, berichtet von medizinischen Fachkongressen und betreut Kundenmagazine für Energieversorger. Sie ist Gesellschafterin von Content Qualitäten. Ihre Themen: Energie, Technik, Nachhaltigkeit, Medizin/Medizintechnik.

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