Spektrum der Wissenschaft Kompakt 2018-05-28 Energiewende.pdf

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KOMPAKT
ENERGIEWENDE
Erneuerbare Energien
Wie weit ist Deutschlands
Energiewende?
Neue Materialien, alternative Verfahren
Speichertechnologien
Ende der Dauerbrenner
Stabile Versorgung
RUSTEMGURLER / GE T T Y IMAGES / ISTOCK
Der Schwankungen
Herr bleiben
EDITORIAL
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Leserbriefe zu kürzen.
Diese Publikation enthält auf den Seiten 37 bis 49 eine Sonderveröf-
fentlichung des Helmholz-Zentrums Berlin
Liebe Leserin, lieber Leser,
die Energiewende stellt Forscher und Ingenieure vor
einige Herausforderungen. Schließlich geht es nicht nur
darum, den Energieträgermix zu verändern, sondern auch
um neue und effizientere Materialien, mit denen sich
die Energieausbeute steigern und die Speicherung von
Überschüssen gewährleisten lässt.
Folgen Sie uns:
Wo stehen wir in dieser Entwicklung, und welche Ideen
und Konzepte werden aktuell diskutiert? Ergänzend
zu unseren Inhalten stellt in diesem Kompakt auch
das Helmholtz-Zentrum Berlin einige Projekte in einer
Sonderveröffentlichung vor.
Eine spannende Lektüre wünscht Ihnen
Erscheinungsdatum dieser Ausgabe: 28.05.2018
2
INHALT
04
SEITE
04
ERNEUERBA RE ENERGIEN
ERNEUERBARE ENERGIEN
Sonnige Aussichten
12
Sonnige Aussichten
ENERGIESPEICHER
Ende der Dauerbrenner
18
STABILE ENERGIE VERSORGUNG
Der Schwankungen Herr bleiben
24
BIOMAS SE
Energie aus dem Wald
31
INNOVATIVE WÄRMESPEICHER
ROCCO D‹AURIA / STOCK.ADOBE.COM
Wie retten wir die Sonnenwärme
in den Winter?
SONDERV ERÖFFENTLICHUNG DES HELMHOLT Z-
ZENTRUMS BERLIN
37
SEITE
50
SOL A RTHERMIE
ENERGIESPEICHER
SOL ARENERGIE NEU DENKEN
Kühlen mit Hitze
MICHAELUTECH / GE T T Y IMAGES / ISTOCK
Ende der Dauerbrenner
SEITE
12
42
Perowskit – Auf der Spur eines
Wundermaterials
MIT EMIL ZU MEHR NACHHALTIGKEIT
»Das Kopernikus-Projekt stößt für
uns eine Türe auf«
47
BES SY II ALS UNIVERSALWERK ZEUG
Neue Materialien aus der Quantenwelt
können Stromverbrauch reduzieren
INNOVATIV E WÄ RMESPEICHER
DONALD_GRUENER / GE T T Y IMAGES / ISTOCK
Wie retten wir die
Sonnenwärme
in den Winter?
ISTOCK / S_HOS S
SEITE
31
50
SOL ARTHERMIE
Kühlen mit Hitze
57
UMWELTFREUNDLICHE KÜHLUNG
Eiskalte Muskelspiele
62
DURCHSICHTIGE SOL AR ZELLEN
Liefern Folien bald unseren Strom?
3
Sonnige Aussichten
ERNEUERBARE ENERGIEN
von Roland Knauer
CHINAFACE / GE T T Y IMAGES / ISTOCK
4
Beim elektrischen Strom kommt die Umstellung auf erneuerbare Energien in Deutsch-
land voran, hat aber noch entscheidende Schwächen. Der richtige Mix, gute Speicher-
technologien und eine europaweite Vernetzung sorgen für hohe Stabilität. Hier und da
hat die Sonne allen anderen Energieerzeugungsarten den Rang schon abgelaufen.
F
ür Sonnenfreunde und Wärme-
liebhaber kam der 27. Mai 2017
der Idealvorstellung eines Som-
mertages wohl ziemlich nahe: In
weiten Teilen Deutschlands
trübte kaum ein Wölkchen den Himmel.
Die Sonne trieb in dieser Jahreszeit das
Thermometer problemlos auf 25 Grad Cel-
sius an den Küsten von Nord- und Ostsee,
auf 28 Grad im Osten des Landes und auf
30 Grad im Westen und Süden. Die vieler-
orts gemessenen 15 oder 16 Sonnenstun-
den an einem einzigen Tag begeisterten
auch die Betreiber von Fotovoltaikanlagen,
deren Solarzellen Rekorderträge einfuh-
ren: So kam durch die Sonnenenergie um
13 Uhr eine Leistung von satten 28 Giga-
watt ins Netz. Zum Vergleich: Die damals
noch betriebenen acht deutschen Kern-
kraftwerke konnten zusammen im besten
Fall nicht einmal elf Gigawatt liefern. »42
Prozent der gesamten Stromerzeugung
Deutschlands kamen zu diesem Zeitpunkt
von der Fotovoltaik«, so Bruno Burger vom
Fraunhofer-Institut für Solare Energiesys-
teme (ISE) in einer Studie.
Das sollte nicht der letzte Rekord im Jahr
2017 sein. Im Juni 2017 lieferten die Solar-
zellen mehr Elektrizität als die Steinkohle-
kraftwerke ins Netz. Und im gesamten Jahr
meldeten die Zähler 38,4 Milliarden Kilo-
wattstunden durch Fotovoltaikanlagen.
Damit hatten Sonnenenergieanlagen sie-
ben Prozent des Stroms geliefert, der an
deutschen Steckdosen ankam.
Diesen Wert toppte die Windenergie mit
einem Anteil von 18,8 Prozent und insge-
samt 103,6 Milliarden Kilowattstunden lo-
cker. Am 28. Oktober 2017 fluteten die
Windräder um 20.15 Uhr gleich nach der
Tagesschau die deutschen Stromnetze mit
rund 40 Gigawatt. Insgesamt sicherten sich
die Windräder 2017 erstmals den zweiten
Platz in der deutschen Stromproduktion,
nur die Braunkohlekraftwerke lieferten
mit 133,7 Milliarden Kilowattstunden und
einem Anteil von 24,3 Prozent noch mehr
Strom – und verhagelten so natürlich die
Klimabilanz erheblich: Nach Angaben des
Umweltbundesamts in Dessau (UBA) emit-
tierten die Braunkohlekraftwerke im Jahr
2016 für jede einzelne Kilowattstunde
Strom 1151 Gramm Kohlendioxid.
Kernkraft auf Platz vier
Den dritten Platz belegten die Steinkohle-
kraftwerke mit 15,2 Prozent Anteil am deut-
schen Strom und 83,4 Milliarden Kilowatt-
stunden. Dabei wurden bei jeder Kilowatt-
stunde laut UBA 863 Gramm Kohlendioxid
frei. Platz vier ging an die letzten acht Kern-
kraftwerke in Deutschland – seit der Reak-
tor Grundremmingen B an Silvester 2017
5

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