Jahrestagung FVEE zu aktuellen Herausforderungen der Energiewende
Die Energiewende und die Hürden bei ihrer Umsetzung standen im Fokus auf der Jahrestagung des Forschungsverbunds Erneuerbare Energien.
Im Forschungsverbund Erneuerbare Energien arbeiten zahlreiche große Forschungseinrichtungen, darunter auch das HZB, gemeinsam an übergreifenden Themen.
„Energy Research for Future – Forschung für die Herausforderungen der Energiewende“ ist das Motto für die Jahrestagung des ForschungsVerbunds Erneuerbare Energien am 22. und 23. Oktober 2019 im Umweltforum Berlin. Auf der Tagung zeigen die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler u.a. auch aus dem HZB den dringenden Handlungsbedarf auf. Sie analysieren, wo Hemmnisse für eine schnelle Energiewende liegen und wie sie überwunden werden können. Leitplanke für alle Maßnahmen der Politik sollten die Klimaziele von Paris sein.
Die schleppende Umsetzung der Energiewende zeigt eine deutliche Klimaschutzlücke, so dass der Handlungsdruck für die Entwicklung und den Aufbau eines klimaneutralen Energiesystems weiter steigt. Die bisher formulierten Maßnahmen der Bundesregierung reichen nicht aus, um einen adäquaten nationalen Beitrag für die Klimabeschlüsse von Paris zu leisten. Auch der Fortschrittsbericht 2019 des Bundeswirtschaftsministeriums zeigt auf vielen Ebenen eine Zielverfehlung. Der FVEE empfiehlt daher dringend eine Ausrichtung aller politischen Maßnahmen an der Erreichung eines klimaneutralen Energiesystems bis spätestens 2050.
Ambitioniertere Ausbaupfade für Sonne und Wind
Zentrale Bedeutung hat der Ausbau erneuerbarer Energien im Verbund mit einer erhöhten Energieeffizienz. Vorliegenden Szenarien zufolge ist ein jährlicher Zubau von mindestens 5 GW Photovoltaik und 4 bis 6 GW Windkraft an Land nötig, um das Ziel eines Anteils von 65 % erneuerbarer Energien am Stromverbrauch bis 2030 zu erreichen. Ein verlangsamter Ausbau der Windenergie an Land ließe sich auch mit einem verstärkten Ausbau von Photovoltaik und / oder Offshore-Windenergie nur sehr schwer kompensieren und würde später erheblich höhere Anstrengungen erfordern, um die Ziele der CO2-Reduktion zu erreichen.
Techniken für eine klimafreundliche Industrie
Viele industrielle Prozesse beruhen heute noch auf fossilen Rohstoffen – nicht nur für die Energieversorgung, sondern auch als Ausgangsstoff für die Produktion. Die Erforschung alternativer Verfahren auf Basis erneuerbarer Energien und zur Verwertung von CO2 aus Abgasen oder aus der Atmosphäre steht noch ganz am Anfang. Hier sind Sprunginnovationen für eine Treibhausgas-neutrale energieintensive Industrie möglich, wie z.B. die Wasserstoff-Direktreduktion bei der Stahlerzeugung. Letztlich geht es um die umfassende Entwicklung einer klima- und ressourcenschonenden Kreislaufwirtschaft.
HZB-Beiträge zu Photovoltaik und Speichertechnologien
Aus dem HZB haben Expertinnen und Experten sich mit Vorträgen zu integrierter Photovoltaik, neuen Tandem-Solarzellen und chemischen Energiespeichertechnologien eingebracht.
Dieser Text basiert auf der aktuellen Presseinfo des FVEE. Lesen Sie hier den kompletten Text als pdf.
Das vollständige Programm finden Sie auf der Webseite des FVEE.
- Poröse organische Struktur verbessert Lithium-Schwefel-BatterienEin neu entwickeltes Material kann die Kapazität und Stabilität von Lithium-Schwefel-Batterien deutlich verbessern. Es basiert auf Polymeren, die ein Gerüst mit offenen Poren bilden. In der Fachsprache werden sie radikale kationische kovalente organische Gerüste oder COFs genannt. In den Poren finden katalytisch beschleunigte Reaktionen statt, die Polysulfide einfangen, die ansonsten die Lebensdauer der Batterie verkürzen würden. Einige der experimentellen Analysen wurden an der BAMline an BESSY II durchgeführt. Prof. Yan Lu, HZB, und Prof. Arne Thomas, Technische Universität Berlin, haben diese Arbeit gemeinsam vorangetrieben.
- Metalloxide: Wie Lichtpulse Elektronen in Bewegung setzenMetalloxide kommen in der Natur reichlich vor und spielen eine zentrale Rolle in Technologien wie der Photokatalyse und der Photovoltaik. In den meisten Metalloxiden ist jedoch aufgrund der starken Abstoßung zwischen Elektronen benachbarter Metallatome die elektrische Leitfähigkeit sehr gering. Ein Team am HZB hat nun zusammen mit Partnerinstitutionen gezeigt, dass Lichtimpulse diese Abstoßungskräfte vorübergehend schwächen können. Dadurch sinkt die Energie, die für die Elektronenbeweglichkeit erforderlich ist, so dass ein metallähnliches Verhalten entsteht. Diese Entdeckung bietet eine neue Möglichkeit, Materialeigenschaften mit Licht zu manipulieren, und birgt ein hohes Potenzial für effizientere lichtbasierte Bauelemente.
- Lithium-Schwefel-Batterien mit wenig Elektrolyt: Problemzonen identifiziertMit einer zerstörungsfreien Methode hat ein Team am HZB erstmals Lithium-Schwefel-Batterien im praktischen Pouchzellenformat untersucht, die mit besonders wenig Elektrolyt-Flüssigkeit auskommen. Mit operando Neutronentomographie konnten sie in Echtzeit visualisieren, wie sich der flüssige Elektrolyt während des Ladens und Entladens über mehrere Schichten verteilt und die Elektroden benetzt. Diese Erkenntnisse liefern wertvolle Einblicke in die Mechanismen, die zum Versagen der Batterie führen können, und sind hilfreich für die Entwicklung kompakter Li-S-Batterien mit hoher Energiedichte.