Globale Erwärmung aufhalten

IASA: Nachhaltige Luftfahrt - Sustainable Aviation

DLR-Szenarien für Energie und Mobilität zeigen, wie sich globale Klimaschutzziele erreichen lassen

Montag, 21. Januar 2019

  • Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) hat gemeinsam mit australischen Partnern untersucht, welche Entwicklungen notwendig sind, um die Erderwärmung auf zwei Grad Celsius oder weniger zu begrenzen.
  • Zwei Szenarien beschreiben, welche Entwicklungspfade bei Technologie, Infrastruktur und Energieverbrauch bis zum Jahr 2050 geeignet sind, um das globale Ziel der Pariser Klimavereinbarung von 2015 zu erreichen.
  • Beide Szenarien gehen davon aus, dass sich Energieverbrauch und Energieversorgung grundlegend ändern, erneuerbare Energien massiv ausgebaut werden, es deutliche Effizienzsteigerungen gibt und im Wärme- und Mobilitätsbereich verstärkt Strom sowie synthetische Kraftstoffe zum Einsatz kommen.
  • Schwerpunkt(e): Energie, Verkehr, Klimawandel, Energiesystemanalyse

Im Auftrag der Leonardo DiCaprio Foundation hat das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) gemeinsam mit der Technischen Universität Sydney und der Universität Melbourne untersucht, welche Entwicklungen notwendig sind, um die Erderwärmung auf unter zwei Grad Celsius zu begrenzen. Dieses Ziel entspricht dem internationalen Übereinkommen bei der Pariser Weltklimakonferenz 2015. Kern der Studie sind zwei Szenarien, die beschreiben, welche Entwicklungspfade bei Technologie, Infrastruktur und Energieverbrauch bis zum Jahr 2050 geeignet sind, um die globale Erwärmung auf 2,0 beziehungsweise 1,5 Grad zu beschränken.

“Um dieses Ziel zu erreichen, müssen sich Energieverbrauch und Energieversorgung grundlegend ändern. Wir gehen in beiden Szenarien davon aus, dass erneuerbare Energien massiv ausgebaut werden, es deutliche Effizienzsteigerungen gibt und im Wärme- und Mobilitätsbereich verstärkt Strom sowie synthetische Kraftstoffe zum Einsatz kommen”, fasst DLR-Forscher Dr. Thomas Pregger zusammen. Die Abteilung Energiesystemanalyse des DLR-Instituts für Technische Thermodynamik modellierte für die Studie die kompletten Energiesysteme für zehn Weltregionen.

Die Studie geht von heute verfügbaren Technologien aus. Entsprechend der Zielsetzung wurden Optionen mit großen Unsicherheiten in Bezug auf gesellschaftliche, wirtschaftliche oder umweltbezogene Konsequenzen, wie Kernkraft, Geo-Engineering oder das Abscheiden und Speichern von Kohlenstoffdioxid (CCS, carbon capture und storage) nicht berücksichtigt.

Energiesektor: Verbrauchssenkung, Effizienzmaßnahmen, erneuerbare Ressourcen

Was den Energiesektor betrifft, setzen beide Szenarien voraus, dass der Verbrauch in den Industrieländern – entgegen dem globalen Trend – bis 2050 um über 40 Prozent gesenkt und in den sich entwickelnden Ländern langfristig begrenzt werden kann. Neben zahlreichen technischen und strukturellen Verbesserungen erfordern beide Szenarien auch Änderungen im Verbraucherverhalten sowie bei den Investitionsstrategien. Die schnelle Umsetzung von Effizienzmaßnahmen ist vor allem aufgrund der heutigen Nutzung fossiler Energieträger ein wesentlicher Faktor: Nur so lassen sich die in der Studie angenommenen maximalen CO2-Emissionsbudgets (bezogen auf den Zeitraum 2015 bis 2050) von 590 Gigatonnen (2,0 Grad) beziehungsweise 450 Gigatonnen (1,5 Grad) einhalten.

Wind- und Solarenergie tragen in beiden Szenarien erheblich zur Energieversorgung bei. Gleiches gilt für die Nutzung von Biomasse für die Kraft-Wärme-Kopplung und Biokraftstoffe sowie für Fernwärme unter Einbeziehung von solaren, geothermischen und Umweltwärmepotenzialen. Welche erneuerbaren Energien zum Einsatz kommen, hängt von den regionalen Bedingungen und Potenzialen ab.

Investitionen für die Stromerzeugung belaufen sich im Zeitraum von 2015 bis 2050 auf insgesamt rund 50.000 Milliarden US-Dollar, circa 30.000 Milliarden US-Dollar mehr im Vergleich zu einem konventionellen Referenzszenario. Diese Summe beinhaltet höhere Kraftwerksleistungen zur Deckung des zusätzlichen Strombedarfs infolge der Elektrifizierung der Sektoren Wärme und Verkehr sowie zur Erzeugung von synthetischen Energieträgern aus Strom. Da weniger fossile Brennstoffe notwendig sind, können rund 90 Prozent der zusätzlichen Investitionen durch geringere Ausgaben für Brennstoffe ausgeglichen werden. Diese Zahlen berücksichtigen nicht den Infrastrukturbedarf für Netzausbau, Speicher und andere Flexibilisierungsmaßnahmen.

Mobilitätssektor: Elektrifizierung, Verkehrsverlagerung, alternative Kraftstoffe

“Eine schnelle Elektrifizierung ist vor allem im bodengebundenen Personen- und Güterverkehr auf der Straße notwendig, um die 1,5- und 2,0-Grad-Szenarien zu realisieren. Damit verbunden ist ein massiver Ausbau der Batterieproduktion und darüber hinaus die Schaffung von Produktions- und Distributionsanlagen für strombasierte flüssige und gasförmige Kraftstoffe. Weitere wichtige untersuchte Maßnahmen sind die Verlagerung von Straßen- und Flugverkehr auf die Schiene soweit wie möglich und eine Begrenzung des Wachstums im Passagier- und Güterverkehr in den Industrieländern”, beschreibt Johannes Pagenkopf, DLR-Wissenschaftler in der Abteilung Fahrzeugsysteme und Technologieentwicklung des DLR-Instituts für Fahrzeugkonzepte. Dort wurde für die Studie eine detaillierte Modellierung der zukünftigen Mobilität und des daraus resultierenden Energiebedarfs entwickelt.

Beide Szenarien gehen davon aus, dass im Jahr 2050 rund 60 Prozent aller Busse und schweren Lastkraftwagen batterieelektrisch und circa 20 Prozent mit Brennstoffzellen angetrieben werden. Die Motoren der restlichen Busse und Lastkraftwagen werden mit synthetischen oder biogenen Kraftstoffen betrieben. Für die weltweite PKW-Flotte nimmt die Studie an, dass im Jahr 2050 etwa neun von zehn Fahrzeugen mit Strom oder Wasserstoff unterwegs sind. Im Vergleich zum 2,0-Grad-Szenario ist im 1,5-Grad-Szenario eine noch frühere und schnellere Elektrifizierung besonders in den Industrieländern erforderlich. Langfristig werden in beiden Szenarien synthetische Kraftstoffe eine wichtige Rolle für die Klimaneutralität haben, vor allem im Luft- und Schiffsverkehr.

Optionen und Wege aufzeigen für Entscheider in Politik und Gesellschaft

Szenarien sind keine Vorhersagen, sondern Werkzeuge, die eine denkbare Zukunft beschreiben. Mit ihnen erhalten Entscheider in Politik und Gesellschaft einen umfassenden Überblick zu möglichen Entwicklungspfaden, Alternativen und deren Konsequenzen. Denn die Gestaltung der politischen und gesellschaftlichen Rahmenbedingungen auf nationaler wie globaler Ebene ist eine der entscheidenden Herausforderungen, um erfolgreichen Klimaschutz zu verwirklichen.

“Bei der Entwicklung dieser beiden Szenarien hat sich deutlich abgezeichnet, dass uns jetzt kaum mehr ein zeitlicher Puffer bleibt”, stellt Dr. Sven Teske von der Technischen Universität Sydney fest, der die Studie federführend betreut hat. “Vor allem im 1,5-Grad-Szenario müssen die erneuerbaren Energien so schnell wie möglich und ohne weitere Verzögerungen ausgebaut und fossile Energieträger weitgehend ersetzt werden. Jedes Jahr ohne signifikante Emissionsreduktion auf globaler Ebene reduziert die Chance drastisch, die globale Erwärmung auf unter zwei Grad zu begrenzen”, so Teske weiter.

Quelle: DLR

HiFly führt den ersten plastikfreien Flug durch

nachhaltige Luftfahrt

26. Dezember 2018

Als weltweit erste Fluggesellschaft und als wichtiges Element für mehr Nachhaltigkeit in der Luftfahrt führte der Wet-Lease-Carrier HiFly den ersten Passagierflug ohne einen Einwegartikel aus Kunststoff an Bord durch.

nachhaltige Luftfahrt

Der erste “kunststofffreie” Versuch mit einem von HiFlys Airbus A340 wurde am 26. Dezember von Lissabon auf dem Weg nach Natal in Brasilien durchgeführt.

HiFly-Präsident Paulo Mirpuri sagte vor dem Start: „Dieser historische Hi-Fly-Flug ohne Einwegartikel aus Kunststoff an Bord unterstreicht unser Engagement, Hi Fly innerhalb von 12 Jahren zur ersten” kunststofffreien “Fluggesellschaft der Welt zu machen.

“Wir nehmen diese Verpflichtung sehr ernst. Unser Unternehmen beruht auf Nachhaltigkeit. Wir arbeiten eng mit der Mirpuri Foundation zusammen, um sicherzustellen, dass unsere Unternehmenspraktiken unserer Verantwortung gegenüber unserem Planeten entsprechen.”

„Bei jedem dieser Testflüge verhindern wir, dass rund 350 kg nahezu unzerstörbare Kunststoffe unsere Umwelt vergiften.”

„Weltweit starten täglich über 100.000 Flüge, und im letzten Jahr beförderten Verkehrsflugzeuge fast vier Milliarden Passagiere. Diese Zahl wird sich in weniger als 20 Jahren voraussichtlich wieder verdoppeln. Das Potenzial, hier etwas zu bewegen, ist also enorm groß.”

„Wir wissen, dass wir möglicherweise anfangs Kinderkrankheiten zu überwinden haben, aber wir sind zuversichtlich, diese Probleme in den kommenden Monaten zu lösen.”

“Aus den Rückmeldungen, die wir bisher von unseren Kunden und Passagieren erhalten haben wissen wir, dass diese Maßnahme für unsere Fluggesellschaft das Richtige ist.”

Pedro Ramos, Generaldirektor des Reiseveranstalters Alto Astral, der die Flüge zwischen Lissabon und Brasilien gechartert hat, sprach über die Begeisterung seines Unternehmens, an diesem wichtigen Branchenereignis teilzunehmen.

Zu den Einwegartikeln aus Kunststoff, die ersetzt wurden, gehören: Becher, Löffel, Salz- und Pfefferstreuer, Verpackungen für Bettwäsche, Geschirr, Getränkeflaschen und Zahnbürsten.

Zu den vielen Innovationen, die die Passagiere während des Fluges von den HiFly-Umweltexperten präsentiert werden, gehören ein Bambusbesteck, sowie eine Reihe von Papierverpackungen und Behälter, die nach ihrer Verwendung problemlos kompostiert werden können.

Quelle: HiFly


Treibstoff für klimaneutrales Fliegen

nachhaltige Luftfahrt

Verbundprojekt „PowerFuel“ bereitet am KIT Markteinführung von synthetischem Kerosin aus erneuerbarem Strom und Kohlendioxid aus der Luft vor

19.12.2018
Fliegen ist energieintensiv, gleichzeitig nimmt der Luftverkehr stetig zu – mit negativen Folgen für das Weltklima. Das Karlsruher Institut für Technologie (KIT) und die Firma Ineratec, ein Spin-Off des KIT, erproben jetzt gemeinsam mit weiteren Partnern aus Wirtschaft und Forschung die Herstellung von synthetischen klimaneutralen Kraftstoffen für den Luft-, Schwerlast- und Schiffsverkehr. „Wir brauchen dringend CO2-freie Mobilität“, sagt Professor Roland Dittmeyer, Leiter des Instituts für Mikroverfahrenstechnik (IMVT) des KIT. In Deutschland stammt rund ein Fünftel der klimaschädlichen Emissionen aus dem Verkehr. Abhilfe schaffen könnten Elektroan- triebe – sofern sie mit CO2-freiem Strom gespeist würden. Das Problem: In der Luftfahrt oder im Seeverkehr ist Elektromobilität nur bedingt tauglich. Die Lösung: Synthetische Kraftstoffe aus dem Treibhausgas CO2 und erneuerbarem Strom. Geplant ist die Gewinnung von CO2 aus der Umgebungsluft mit einer Direct-Air-Capture-Anlage der Firma Climeworks. Die Elektrolyse-Technologie, mit der durch Strom aus Wasser der benötigte Wasserstoff erzeugt wird, stammt von Siemens.
Im Projekt PowerFuel wird am KIT in einer von Ineratec entwickelten Pilotanlage CO2 mit Wasserstoff schließlich in Synthesegas umgewandelt. „Aus letzterem wird im Reaktor flüssiger Kraftstoff erzeugt“, sagt Ineratec-Geschäftsführer Tim Böltken. Durch dieses Power-to- Liquid-Verfahren lässt sich nahezu klimaneutraler Treibstoff wirtschaftlich herstellen. Die Energieversorgung aus erneuerbaren Quellen unterliegt naturbedingten Schwankungen. Durch den Einsatz der kompakten chemischen Reaktoren von Ineratec direkt vor Ort soll auf diese Schwankungen optimal reagiert werden und Strom, der bisher ungenutzt blieb in flüssigen Krafstoffen gespeichert werden. „Zudem haben unsere synthetischen Kraftstoffe im Vergleich zu konventionellem Benzin, Diesel oder Kerosin sogar bessere Verbrennungseigenschaften“, sagt Böltken. Die Qualität der synthetischen Treibstoffe sowie der Einsatz in verschiedenen Verkehrssektoren werden vom Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) und der Firma Aviation Fuel Projects Consulting untersucht und beurteilt. In der Pilotphase soll die Anlage 200 bis 300 Liter Kraftstoff am Tag produzieren.
nachhaltige Luftfahrt

Kompakte Anlagen, mit denen sich überall klimaneutraler Treibstoff herstellen lässt, könnten die Verkehrswende beschleunigen. (Foto: KIT, PPQ)

Parallel zum Betrieb des Anlagenverbunds führen Siemens, Bauhaus Luftfahrt und die TU Hamburg Energiesystemanalysen des gesamten Anlagenverbunds durch, welche durch Simulationen basierend auf Strommarktmodellen unterstützt werden. Zusätzlich soll analysiert werden, wie der synthetisch erzeugte Kraftstoff in Verkehr gebracht werden kann. Das Projekt wird vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie gefördert.
Details zum KIT-Zentrum Energie: http://www.energie.kit.edu Quelle: KIT
 

ELEMENT EINS

Power to Liquid

Gasunie, TenneT und Thyssengas steigen in konkrete Planung für grüne Sektorkopplung mit Power-to-Gas ein

  • Strom- und Gasnetzbetreiber planen Bau einer 100 MW Power-to-Gas-Anlage in Niedersachsen
  • Anlage soll Sektoren Energie, Verkehr und Industrie koppeln
  • Power-to-Gas kann helfen das Stromnetz zu stabilisieren, die Abregelung von Windenergie zu begrenzen und künftigen Netzausbaubedarf zu begrenzen

 

Bayreuth, Dortmund, Hannover, 16. Oktober 2018.

„Nägel mit Köpfen“ wollen der Übertragungsnetzbetreiber TenneT und die Fernleitungsnetzbetreiber Gasunie Deutschland und Thyssengas bei der Kopplung von Strom- und Gasnetzen für die Energiewende machen. Die drei Netzbetreiber planen in Niedersachsen den Bau einer mit 100 Megawatt bis dato größten deutschen Power-to-Gas-Pilotanlage. In Betracht kommen Standorte im Bereich der TenneT-Umspannwerke Diele und Conneforde, in denen vor allem Offshore-Windstrom aus der Nordsee gesammelt und weiterverteilt wird.

Mit dem Pilotprojekt „ELEMENT EINS“ wollen die beteiligten Unternehmen erste Erfahrungen mit Power-to-Gas-Anlagen im industriellen Maßstab sammeln. Die Pilotanlage soll schrittweise ab 2022 ans Netz gehen und grünen Strom in Gas umwandeln, um so neue Speicherpotenziale für erneuerbaren Strom zu erschließen. Den Partnern geht es dabei um die umfassende Kopplung der Sektoren Energie, Verkehr und Industrie. So kann der in Gas umgewandelte Grünstrom nicht nur über bestehende Gasleitungen von der Nordsee ins Ruhrgebiet transportiert, sondern unter anderem auch über Wasserstoff-Tankstellen für Mobilität und über die Speicherung in Kavernen für die Industrie zur Verfügung stehen.

Der niedersächsische Umwelt- und Energieminister Olaf Lies sagte zu dem Projekt: „Das ist ein ganz wichtiges Signal für das Energieland Niedersachsen. Der Ausbau von Windenergie an Land und auf See schreitet voran. Allerdings dürfen wir die Energiewende nicht ausschließlich als Stromwende betrachten. Gerade der Sektorkopplung kommt eine herausragende Bedeutung zu. Ich begrüße es sehr, dass wichtige Player der Energiewende jetzt dabei aktiv werden. Das ist das richtige Signal. Einzelne Industrieunternehmen sind bereits am Thema Power-to-Gas dran. Wichtig ist es jetzt, dass wir industriepolitische Maßstäbe der Anlagen realisieren. Das ist hierbei der Fall. Gerade die Verbindung von Strom- und Gasnetz bietet große Entwicklungspotenziale. Aber auch die Nutzung des grünen Wasserstoffs für Mobilität, Wärme und Industrie bietet enorme Chancen. Wie dürfen nicht zu einseitig nur den Strombereich betrachten. Nur so erhalten wir eine Technikvielfalt und sind auch bei den engagierten Unternehmen breit aufgestellt.“

Die Partner haben das Projekt „ELEMENT EINS“ bereits dem Parlamentarischen Staatssekretär im Bundeswirtschaftsministerium, Thomas Bareiß (MdB), vorgestellt. Dieser zeigte sich hochinteressiert an dem Projekt: „Ich bin überzeugt, dass die Nutzung von erneuerbarer Energie als Wasserstoff eine wichtige Antwort auf noch offene Fragen der Energiewende sein wird“, so Bareiß. Er unterstütze daher die Initiative der drei Unternehmen ausdrücklich.

Für TenneT hat Power-to-Gas großes Potenzial, da so dem Stromnetz dringend benötigte Flexibilität zur Verfügung stehen kann. „Wir brauchen leistungsfähige Speichertechnologien, um das ambitionierte Ausbauziel für erneuerbare Energien 2030 zu realisieren. Wenn wir große Mengen an erneuerbarem Strom speichern können, entlasten wir das Stromnetz. Das hilft uns, die teure Abregelung von Windanlagen zu begrenzen und macht die Stromversorgung sicherer“, sagte Lex Hartman, Geschäftsführer von TenneT, und fügte hinzu: „Mehr Speicherung von grünem Strom bedeutet für die Zeit nach 2030 auch weniger zusätzlichen Netzausbau.“ Das innovative Projekt gehört zum umfangreichen Innovationsprogramm des Übertragungsnetzbetreibers, mit dem er Möglichkeiten untersucht, um mehr Flexibilität für den sicheren Netzbetrieb verfügbar zu machen.

„Wir müssen jetzt ‘Power-to-Gas geben‘, um unsere Klimaschutzziele in 2030 und 2050 tatsächlich auch erreichen zu können“, sagte Jens Schumann, Geschäftsführer der Gasunie Deutschland. „Gerade das Thema Sektorkopplung, mit dem eine intelligente Verbindung der Gas-, Strom-, Wärme- und Mobilitätsinfrastrukturen volkswirtschaftlich sinnvoll weiterentwickelt werden kann, bietet in diesem Zusammenhang ein großes, bislang noch nicht umgesetztes Potenzial. Der Power-to-Gas-Technologie kommt hier eine große Bedeutung zu, denn diese ermöglicht eine praktische Lösung für die Verbindung bislang getrennter Infrastrukturen.“

„Mit dem Bau einer Power-to-Gas-Großanlage ist auch klar, dass die Energiewende eine Ingenieursaufgabe werden muss, soll sie denn gelingen. Technische Innovationen und die sektorübergreifende Suche nach tragfähigen Engineering-Lösungen sind die entscheidenden Erfolgsfaktoren für die Energiewende. Wenn wir den Mut haben, unsere technischen Stärken hier zielgerichtet zusammenzuführen, dann werden wir am Ende auch erfolgreich sein. Für die profitable Entfaltung technischen Know-hows brauchen wir jetzt den nötigen Rahmen“, so Dr. Thomas Gößmann, Vorsitzender der Geschäftsführung der Thyssengas GmbH.

Power to Liquid

Hintergrund
Erneuerbare Energien speisen wetterabhängig ein und sind damit nicht immer verfügbar. Bis heute gibt es keine technisch und wirtschaftlich überzeugende Lösung zur Speicherung großer Mengen elektrischer Energie. Power-to-Gas kann hier einen Beitrag leisten, da entsprechende Anlagen regenerativen Strom in Gas (grüner Wasserstoff oder Methan) umwandeln, das über die Gasnetze transportiert oder gespeichert werden kann. Der in Gas umgewandelte regenerative Strom kann so in anderen Sektoren eingesetzt werden und damit dazu beitragen, die Energiewende zu beschleunigen.

Quelle: TenneT

VMK will synthetische, strombasierte Kraftstoffe auf EU- Flottenverbrauchswerte anrechnen lassen

IASA: Nachhaltige Luftfahrt - Sustainable Aviation

Althusmann: Niedersachsen wird von steigender Nachfrage innovativer Treibstoffe profitieren

19.10.2018

Niedersachsens Wirtschaftsminister Dr. Bernd Althusmann begrüßt einen Beschluss der Verkehrsministerkonferenz (VMK), der fordert, dass es den Automobilherstellern künftig erlaubt sein soll, sich auch durch synthetische, strombasierte Kraftstoffe erzielte CO2- Einsparungen auf ihre Flottenverbrauchswerte anrechnen zu lassen.

Althusmann: „Die Anrechnungsmöglichkeit synthetischer, aus erneuerbaren Energien hergestellter Kraftstoffe wie etwa Wasserstoff auf die CO2-Emissionen würde der Produktion und Weiterentwicklung innovativer Treibstoffe in einem Energieland wie Niedersachsen einen großen Schub verleihen. Eine steigende Nachfrage nach strombasierten Kraftstoffen ist gleichzeitig die Voraussetzung, um die zukunftsweisenden Power-to-X-Technologien auch in Niedersachsen in industriellem wie auch mittelständischem Rahmen aufzubauen.“

Bislang zielen die Flotten-Emissionsvorgaben der EU vor allem auf verstärkte Anstrengungen der Automobilhersteller bei der E-Mobilität ab: So gelten E-Fahrzeuge innerhalb der Berechnung grundsätzlich als emissionsfrei, auf wenn der eingesetzte Strom zum Teil fossil erzeugt wird.

Minister Althusmann: „Der Absatz von Elektrofahrzeugen verläuft trotz verschiedener Prämienanreize bislang schleppend. Den Automobilherstellern in Deutschland drohen massive Strafzahlungen, wenn sie die Emissionsziele nicht einhalten. Der Einsatz synthetischer, strombasierter Kraftstoffe kann dazu beitragen, Treibhausgase zu reduzieren und die Automobilindustrie mit etwa 1 Million Arbeitsplätzen – davon rund 200.000 allein in Niedersachsen – vor erheblichen wirtschaftlichen Nachteilen zu bewahren.“

Der VMK-Beschluss wird der EU über die Bundesregierung übermittelt.

Quelle: Niedersächsisches Ministerium für Wirtschaft, Arbeit, Verkehr und Digitalisierung

Power to Liquid
Klimaschutz strategischer und internationaler entwickeln –Weltenergierat stellt Roadmap für grüne synthetische Kraftstoffe vor

Pressemitteilung 18.10.2018

  • Ehrgeizige Klimaziele sind ohne Power-to-X Kraftstoffe nicht denkbar – besonders im Verkehrssektor
  • Weltenergierat fordert mit Studie „Internationale Aspekte einer Power-to-X Roadmap“ den langfristigen Aufbau eines globalen PtX-Marktes ein
  • PtX ist industrie- und klimapolitisch eine große Chance für internationale Zusammenarbeit – die muss aber strategischer aus Deutschland heraus entwickelt werden

„Ambitionierte Klimaziele sind nur erreichbar, wenn erneuerbare Energien nicht allein direkt als Strom genutzt werden, sondern auch als Gas oder flüssiger Brennstoff speicherbar sind. Deshalb müssen wir uns viel systematischer mit der Entwicklung von synthetischen Kraftstoffen beschäftigen“, erklärt Carsten Rolle, Geschäftsführer des Weltenergierat-Deutschland, anlässlich der Vorstellung der Studie „Internationale Aspekte einer Power-to-X Roadmap“. „Sie werden die zweite Säule der Nutzung erneuerbarer Energien.“

Power to Liquid

Die Energiewende in Deutschland wird langfristig erhebliche Importe synthetischer Kraftstoffe aus dem Ausland erfordern, die aus erneuerbaren Energien erzeugt werden – sogenannten Power-to-X Produkten (PtX). Diese lassen sich in vielen Regionen der Welt aufgrund der besseren Standortbedingungen für erneuerbare Energien deutlich günstiger produzieren als hierzulande und anschließend exportieren. „Um internationale Zusammenarbeit anzustoßen, müssen wir aber mit diesen Ländern sprechen. Bislang sind unsere Erwartungen an die Rolle von PtX im Ausland zu wenig bekannt“, so Rolle weiter.
„Power-to-X wird nicht plötzlich da sein, seine Entwicklung braucht eine langfristige politische Strategie und eine schrittweise Skalierung.

Dazu sollen die vom Weltenergierat entwickelten Elemente einer Power-to X Roadmap beitragen“ erklärt Carsten Rolle.
Die Entwicklung eines globalen Marktes für Power-to-X aus Deutschland heraus ist eine industriepolitische Chance und klimapolitisch ein Schlüsselfaktor für ein CO2-freies Energiesystem. Der Bedarf an synthetischen Kraftstoffen kann langfristig sehr groß werden. Die hierfür benötigten Kapazitäten für Wasserstoffelektrolyseanlagen etwa können bis zu 3.000 bzw. 6.000 GW weltweit betragen. Bisher sind Elektrolyseanlagen mit einer Kapazität von lediglich rund 20 GW installiert.

Vielversprechende Partnerländer hat der Weltenergierat auf allen Kontinenten identifiziert. „Vorreiter wie Norwegen haben die technologische Umsetzung frühzeitig vollzogen und bereits erste Handelsbeziehungen aufgebaut“, nennt Rolle als Beispiel. „Mittelfristig stehen sogenannte ́Hidden Champions` wie Chile bereit, die über passende wirtschaftliche und regulatorische Rahmenbedingungen verfügen, um PtX-Projekte schnell zu entwickeln. Auch Länder wie Australien, Marokko und Saudi-Arabien verfügen über ausreichend Ressourcen, um zur Diversifizierung des Marktes beitragen.”

Voraussetzung für einen internationalen PtX-Markt ist die Weiterentwicklung der Technologie und eine schrittweise Skalierung, wodurch sich eine erhebliche Kostenreduktion realisieren ließe. Dies schließt auchgrößere Demonstrationsvorhaben und Erprobungen in Reallaboren und Modellregionen mit ein. Darüber hinaus ist die Schaffung von gleichen Wettbewerbsbedingungen für synthetische Kraftstoffe gegenüber konventionellen Brennstoffen aus Öl und Gas erforderlich.

Carsten Rolle weist auf den besonderen Wert der Zusammenarbeit hin: „Ohne eine stärkere internationale Kooperation wird eine Skalierung von PtX Technologien nicht gelingen. Umso wichtiger ist es daher, solche politischen Dialoge mit Partnerländern strategisch zu planen.“

PtX-Produkte sind eine CO2-freie Alternative zu den derzeitigen Energiequellen wie Öl und Gas und können in verschiedenen Sektoren wie Verkehr, Wärme, Industrie und der Stromerzeugung eingesetzt werden. Besonders beim Schwerlasttransport über lange Strecken, bei der Schifffahrt und bei der Luftfahrt gibt es bislang kaum CO2-freie Alternativen. PtX-Produkte spielen hier ihre Vorteile bei der Transportierbarkeit und der Energiedichte gegenüber Batterielösungen aus.

Die Studie, die Frontier Economics im Auftrag des Weltenergierat-Deutschland erstellt hat, ist online abrufbar unter: www.weltenergierat.de

Quelle: Weltenergierat – Deutschland e.V.

Weltklimarat IPCC legt Sonderbericht über 1,5 Grad Celsius globale Erwärmung vor

IPCC

IPCC-Sonderbericht

Der neue IPCC-Sonderbericht, der heute in Incheon/Korea veröffentlicht wurde, zeigt, dass bereits bei 1,5 Grad Celsius globaler Erwärmung weltweit hohe Risiken durch die Klimafolgen bestehen. Bundesumweltministerin Svenja Schulze und Bundesforschungsministerin Anja Karliczek sehen in dem wissenschaftlichen Bericht einen weiteren Beleg für die Dringlichkeit der Bekämpfung des Klimawandels. Dem Bericht zufolge liegt die aktuelle globale Erwärmung bereits bei etwa 1 Grad Celsius. Die derzeitigen Anstrengungen im Klimaschutz reichten nicht aus, um die internationalen Klimaziele zu erreichen. Im Pariser Klimaabkommen hatte die Staatengemeinschaft 2015 beschlossen, die globale Erwärmung auf deutlich unter 2 Grad Celsius, wenn möglich unter 1,5 Grad Celsius zu beschränken.
IPCC

Veröffentlichung des IPCC-Sonderberichts, Von links: Andreas Kübler (Pressesprecher BMU), Staatssekretär Jochen Flasbarth, Staatssekretär im BMBF Dr. Michael Meister und Prof. Dr. Daniela Jacob (Direktorin Climate Service Center Deutschland)

Keine Zeit mehr zu verlieren

Bundesumweltministerin Svenja Schulze: “Wir dürfen beim Klimaschutz keine Zeit mehr verlieren. Das ist die Kernbotschaft des Berichts. Die nächsten Jahre sind entscheidend, damit unser Planet nicht aus dem Gleichgewicht gerät. Dafür trägt gerade unsere Generation eine herausragende Verantwortung. Wir müssen den Abschied von Kohle, Öl und Gas hinbekommen. Jede vermiedene Tonne CO2, jedes vermiedene Zehntelgrad Erderwärmung zählt. Dieser Umbau bringt viele Veränderungen mit sich und die große Chance, unsere Wirtschaft zukunftsfähiger und unsere Gesellschaft lebenswerter zu machen.”

Bundesforschungsministerin Anja Karliczek: “Der Bericht zeigt: Der Klimawandel stellt uns als Gesellschaft in Deutschland, aber auch weltweit vor große Herausforderungen. Wir brauchen starke Beiträge aus der Forschung und müssen das Potenzial der Wissenschaft noch stärker ausschöpfen, um ihn in den Griff zu bekommen. Gute Ideen aus der Forschung und ein entschlossenes Handeln von Politik, Wirtschaft und Gesellschaft können die notwendigen Veränderungen voranbringen. Diese müssen den Klimawandel mindern, gleichzeitig sozialverträglich gelingen und Innovationsschübe für die Wirtschaft liefern.”

Neue Forschungsergebnisse zeigen, dass die Risiken für Natur und Mensch zwischen 1,5 Grad Celsius und 2 Grad Celsius globaler Erwärmung stärker ansteigen als bisher bekannt. Extremereignisse nehmen deutlich zu. Insbesondere wird es weltweit zu verstärkten Hitzewellen kommen, Starkregenereignisse werden vermehrt auftreten sowie in manchen Regionen extreme Dürren. Sensible Öko-systeme wie beispielsweise die tropischen Korallenriffe oder auch die der Arktis sind besonders bedroht.

Alle mit dem 1,5 Grad Celsius-Ziel kompatiblen Emissionspfade erfordern weltweit eine radikale Verringerung der Treibhausgas-Emissionen, um bis zur Mitte des Jahrhunderts CO2-Neutralität zu erreichen. Mit den derzeitigen Emissionsraten würden 1,5 Grad Celsius in den 2040-er Jahren bereits überschritten werden.

Quelle: BMU

TU Braunschweig erfolgreich mit zwei Exzellenzclustern in Luftfahrt und Metrologie

IASA: Nachhaltige Luftfahrt - Sustainable Aviation

27.09.2018

TU braunschweig: Exzellenzkommission entscheidet sich für Förderung der Forschungsvorhaben „SE²A“ und „QuantumFrontiers“. Die beiden Forschungsprojekte „QuantumFrontiers“ und „SE²A“ werden ab 2019 für sieben Jahre im Rahmen der Exzellenzstrategie des Bundes und der Länder gefördert. Die Exzellenzstrategie fördert Spitzenforschung an deutschen Universitäten und soll Deutschland als international konkurrenzfähigen Wissenschaftsstandort stärken. Am 27. September 2018 wählte die Exzellenzkommission die Exzellenzcluster „SE²A – Sustainable and Energy Efficient Aviation“ und „QuantumFrontiers“ der Technischen Universität Braunschweig aus 88 Förderanträgen aus.

„Wir freuen uns riesig über diese Entscheidung, die die hohe Qualität unserer Forschung in den beiden Schwerpunkten bestätigt. Allen Beteiligten, die seit fast einem Jahr unter Hochdruck an den Anträgen mitgearbeitet haben, danke ich im Namen des gesamten Präsidiums sehr! Ihre immense Arbeit hat sich ausgezahlt. Die Förderung wird der TU Braunschweig neue Schubkraft verleihen. Wir freuen uns, die wissenschaftlichen Aufgaben nun mit voller Energie angehen zu können“, sagt Professorin Anke Kaysser-Pyzalla, Präsidentin der TU Braunschweig.

Nachhaltige Luftfahrt

Das interdisziplinäre Forschungsprojekt „SE²A – Sustainable and Energy Efficient Aviation“ um den Projektsprecher Professor Jens Friedrichs, TU Braunschweig, wird Technologien für eine nachhaltige und energieeffiziente Luftfahrt entwickeln. Das Projekt wurde in enger Zusammenarbeit mit der Leibniz Universität Hannover und dem Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt entwickelt.

„Das ist ein toller Erfolg für die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler in unserer Region, die sich mit den Themen Luftfahrt, Energie und Mobilität beschäftigen. Dass die Luftfahrt vor dem Hintergrund von Klimaschutz und Mobilität vor großen Herausforderungen steht, ist allen Expertinnen und Experten klar. Darum ist es schon jetzt eine Auszeichnung, dass unsere Lösungsansätze von den internationalen Gutachtern als richtig angesehen werden“, sagt Professor Jens Friedrichs. „Ich freue mich sehr, dass die Arbeit mit unserem hervorragenden Team jetzt beginnen kann.“

„QuantumFrontiers“, vertreten durch die Sprecher Professor Karsten Danzmann, Professor Piet O. Schmidt (beide Leibniz Universität Hannover, LUH), Professor Andreas Waag von der TU Braunschweig, erforscht die Grenzen des Messbaren mittels Quanten- und Nanotechnologie und ist ein gemeinsames Vorhaben der Wissenschaftsallianz der TU Braunschweig und der LUH in enger Zusammenarbeit mit der Physikalisch-Technischen Bundesanstalt (PTB).

Mehrere Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Braunschweig sind außerdem im Exzellenzcluster „PhoenixD: Simulation, Fabrikation und Anwendung optischer Systeme“ vertreten, das ebenfalls erfolgreich war.

Die Exzellenzkommission besteht aus Mitgliedern eines internationalen Expertengremiums und den für Wissenschaft und Forschung zuständigen Ministerinnen und Ministern des Bundes und der Länder. Das Expertengremium wurde von der Gemeinsamen Wissenschaftskonferenz des Bundes und der Länder (GWK) berufen.

Die beiden Exzellenzcluster der TU Braunschweig werden ab 1. Januar 2019 gefördert. Die Förderdauer beträgt sieben Jahre, nach einer erfolgreichen Wiederbewerbung kann eine zweite Förderperiode von ebenfalls sieben Jahren folgen. Für die 57 Exzellenzcluster sind dabei jährlich rund 385 Millionen Euro Fördermittel vorgesehen, die zu 75 Prozent vom Bund und zu 25 Prozent vom jeweiligen Sitzland bereitgestellt werden.
Die Entscheidung über die Exzellenzcluster ist zugleich eine der wesentlichen Grundlagen für den Wettbewerb in der Förderlinie Exzellenzuniversitäten, die der Wissenschaftsrat durchführt: Universitäten mit mindestens zwei (bei Verbünden mit mindestens drei) Exzellenzclustern können bis zum 10. Dezember 2018 Anträge für die Förderlinie „Exzellenzuniversitäten“ einreichen. Über diese wird nach erfolgten Begutachtungen am 19. Juli 2019 entschieden.

Über „SE²A“ – Nachhaltige und energieeffiziente Luftfahrt
Den Luftverkehr auch zukünftig effizient zu gestalten und dabei die konkurrierenden Anforderungen an stetiges Wachstum und langfristige Umweltverträglichkeit zu erfüllen, ist die Herausforderung, der sich Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Luftfahrtforschung, Elektrotechnik, Energieforschung und Design mit dem Verbundvorhaben „SE²A“ stellen werden. Ihre Ziele sind die Senkung von Emissionen, die Verringerung der Lärmbelastung, die Gewährleistung der Recyclingfähigkeit von Lufttransportsystemen sowie die Entwicklung eines angepassten Luftverkehrs-Managements. Eine zentrale Aufgabe dabei ist die Entwicklung von Bewertungsmethoden für Luftfahrtsysteme im Hinblick auf eine sich vollziehende Energiewende. Diese sollen unter Berücksichtigung von wirtschaftlichen und sozioökonomischen Methoden weiterentwickelt und um designwissenschaftliche Überlegungen ergänzt werden.

Die langjährige Zusammenarbeit der TU Braunschweig mit der LUH und dem DLR im Niedersächsischen Forschungszentrum für Luftfahrt (NFL) und dessen internationale Reputation wird im Cluster um Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus Elektrotechnik, Energieforschung und Design erweitert. Auf dieser Grundlage wird der Cluster die interdisziplinäre, koordinierte Forschung zum gesamten Luftverkehrssystem ausbauen und langfristige Lösungen für eine nachhaltige und energieeffiziente Luftfahrt vorantreiben.

Über „QuantumFrontiers“ – Licht und Materie an der Quantengrenze
Mit dem Verbundvorhaben „QuantumFrontiers“ wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler aus der Physik, dem Ingenieurwesen und den Naturwissenschaften durch die Erforschung der Quanten- und Nanotechnologien die Grenze des Messbaren verschieben und noch nie dagewesene experimentelle Präzision erreichen. Erforscht werden die Grundlagen der quanten- und nano-metrologischen Phänomene und die Entwicklung neuer Technologien, um ein neues metrologisches Fenster in die Welt des Kleinsten und des Größten zu öffnen. Mit der Forschungsallianz der TU Braunschweig und der LUH haben Forscher beider Universitäten ihre Zusammenarbeit im strategischen Forschungsbereich QUANOMET – Quanten- und Nanomesstechnik intensiviert. In enger Zusammenarbeit mit der PTB Braunschweig entstand so der gemeinsame Exzellenzclusterantrag „QuantumFrontiers“.

Maßgeblich beteiligt ist das Forschungszentrum für Nanometrologie der TU Braunschweig, das „Laboratory for Emerging Nanometrology“ (LENA).

Quelle: Technische Universität Braunschweig

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