Wasserkraft stabilisieren mit Schwungmassen Netz nach Atom- und Kohleausstieg

Momentanreserve für künftige Versorgungssicherheit

Wenn im kommenden Jahr die letzten Kernkraftwerke in Deutschland vom Netz gehen, fällt damit dem Stromversorgungssystem auch Momentanreserve weg. Diese Systemdienstleistung sichert – neben der Regelleistung – die Stabilität der Netze im Falle von Störungen. Wie eine am 13.08.2021 veröffentliche Untersuchung der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) Aachen nun ergeben hat, können die Wasserkraftwerke in Deutschland eine Störung, zum Beispiel durch einen ungeplanten Kraftwerksausfall bis 500 MW, hinsichtlich der Momentanreserve ausgleichen. Das entspricht der Leistung eines mittelgroßen Kohlekraftwerkes. Damit leisten sie einen relevanten Beitrag zur künftigen Netzstabilität und Versorgungssicherheit. weiterlesen…

Rekordverdächtige Lithium-Metall-Batterie

Hohe Energiedichte dank Kombination aus Kathode und Elektrolyt

Eine extrem hohe Energiedichte von 560 Wh/kg bei bemerkenswert guter Stabilität bietet eine neuartige Lithium-Metall-Batterie. Dafür haben Forschende am Karlsruher Institut für Technologie (KIT) in Kooperation mit der Universität Ulm gegründeten Helmholtz-Institut Ulm (HIU) eine vielversprechende Kombination aus Kathode und Elektrolyt eingesetzt: Die nickelreiche Kathode erlaubt, viel Energie pro Masse zu speichern, der ionische Flüssigelektrolyt sorgt dafür, dass die Kapazität über viele Ladezyklen weitestgehend erhalten bleibt. Über die rekordverdächtige Lithium-Metall-Batterie berichtet das Team open access im Magazin Joule (DOI: 10.1016/j.joule.2021.06.014). weiterlesen…

Mit Online-Tool persönliche Energiewende ermitteln

Gemeinsames Projekt „Mensch in Bewegung“

Wie soll Ihre persönliche Energiewende aussehen? Mehr Photovoltaik, dafür weniger Windkraft? Mit dem digitalen Energiewende-Tool „Energiewende regionalisieren“, das Forscher der Technischen Hochschule Ingolstadt (THI) entwickelt und am 28.07.2021 publiziert haben, können die Menschen der Region 10 (von 18 bayerischen ihren persönlichen Energiemix zum Erreichen der Klimaziele zusammenstellen. weiterlesen…

„Atomarer Walzer“ zur Atom-Manipulation durch Modellierung entdeckt

Weg zur Herstellung von Festkörper-Qubits

Forscher an der Fakultät für Physik der Universität Wien haben in Zusammenarbeit mit Kollegen vom Oak Ridge National Laboratory in den USA einen zerstörungsfreien Mechanismus zur Manipulation von Dotieratomen in Silizium mittels fokussierter Elektronenbestrahlung entdeckt. Einer Medienmitteilung vom 12.08.2021 zufolge sind in diesem neuartigen indirekten Austauschprozess nicht nur ein, sondern zwei benachbarte Siliziumatome an einem koordinierten atomaren „Walzer“ beteiligt, der einen Weg zur Herstellung von Festkörper-Qubits eröffnen könnte. Die Ergebnisse erscheinen im Journal of Physical Chemistry. (Bild: Atomarer Walzer: Austauschmechanismus für die Elektronenstrahl-Manipulation – © Toma Susi, Alexander Markevich, Andrew R. Lupini medienportal.univie.ac.at weiterlesen…

Kohleverstromung bis 2038 verbraucht fast halbes CO2-Restbudget

Greenpeace Energy ließ Energy Brainpool nachrechnen

Fast die Hälfte der CO2-Menge, die Deutschland zur Einhaltung internationaler Klimaziele künftig maximal noch ausstoßen darf, würde laut einer Presseerklärung von Greenpeace Energy vom 12.08.2021 nach heutigem Stand durch die Kohleverstromung bis zum Jahr 2038 verbraucht (Experten sagen, es gebe überhaupt kein „Restbudget“ mehr – solarify.eu/einspruch-es-gibt-kein-restbudget-mehr). Das zeigen neue Berechnungen des Analyseinstituts Energy Brainpool im Auftrag der Ökoenergiegenossenschaft Greenpeace Energy. Steigt Deutschland wie geplant erst 2038 aus der Kohle aus, so addieren sich die künftigen CO2-Emissionen aus Kohlekraftwerken unter aktuellen Rahmenbedingungen auf fast zwei Milliarden Tonnen – das sind 45 Prozent des deutschen CO2-Restbudgets. Dieser Anteil könnte sogar auf 74 Prozent steigen, sollte die Energiewende hierzulande ins Stocken geraten. weiterlesen…

Künstliche Atome

Internationales Forschungsteam beschreibt neue Anwendungen für Halbleiter-Quantenpunkte

Halb­lei­ter bilden die Grundlage für die Elektronik in Computern oder Mobiltelefonen und tragen maß­geb­lich zur Optoelektronik durch Laser und Leucht­di­o­den bei. Entscheidend für den tech­nisch­en Ein­satz ist die Mög­lich­keit, die Dimensionalität von Halb­lei­tern und damit die freie Beweglichkeit von Ladungen einzuschränken – von drei auf zu­nächst zwei und dann weiter auf eine und null Dimensionen. In nulldimensionalen Strukturen, auch Quantenpunkte genannt, weisen Elek­tro­nen, die darin eingeschlossen sind, diskrete Energiewerte auf, ähnlich wie Elek­tro­nen in Atomen. Daher wer­den Quantenpunkte oft auch künstliche Atome genannt. Prof. Manfred Bayer, Physiker (und Rektor der TU Dort­mund), hat zu­sam­men mit inter­nationalen Forschern nun wei­tere Anwendungspotenziale für Quantenpunkte in Halb­lei­tern aufgezeigt. (Bild: QD-Pyramide – Quantenpunkt (idealisiert) mit Benetzungsschicht. (InAs/GaAs) – © Alexander Kleinsorge – de.wikipedia, CC BY-SA 3.0, commons.wikimedia.org) weiterlesen…

3. Roadmap des Kopernikus-Projektes „P2X“ erschienen

Wie aussichtsreichste Power-to-X-Technologien in Anwendung kommen

Power-to-X-Technologien und -Produkte sind für ein defossilisiertes Energiesystem der Zukunft unverzichtbar. Mit ihnen lässt sich erneuerbare Energie in klimafreundliche Kunst- und Kraftstoffe, Gase und Chemikalien umwandeln. Das macht sie für das Erreichen der Klimaziele unverzichtbar. Unter welchen Bedingungen sich Power-to-X– Technologien und -Produkte in den nächsten Jahren durchsetzen könnten, zeigt die Roadmap 3.0 des Kopernikus-Projekts P2X aus dem Kopernikus-Projekt P2X. Sie analysiert umfassend die technologischen Fortschritte des Kopernikus P2X-Projektes und ordnet sie in den Kontext des sich wandelnden Energiesystems ein. Das Kopernikus-Projekt „P2X: Erforschung, Validierung und Implementierung von „Power-to-X“-Konzepten“ untersucht die aussichtsreichsten Technologien entlang ihrer Wertschöpfungskette. Dabei werden sie laufend durch den Roadmapping-Prozess begleitet. (Bild: 3. Roadmap des Kopernikusprojekts P2X, Titel – © kopernikus-projekte.de – BMBF) weiterlesen…

Ruhrgebiet kann grünste Industrieregion der Welt werden

Studie des Wuppertal Instituts entwickelt Leitbild und Indikatorenset, schätzt die Vorreiterpotenziale der Metropole Ruhr ein und benennt Schlüsselmaßnahmen

Industrieregionen stehen vor besonderen Herausforderungen für eine nachhaltige und klimagerechte Entwicklung, sie müssen zu „grünen Industrieregionen“ werden. Doch was macht eine „grüne Industrieregion“ überhaupt aus? Eine am 12.08.2021 publzierte Untersuchung des Wuppertal Instituts verdeutlicht, worauf es besonders ankommt, wie Fortschritte gemessen werden können und welche Maßnahmen die erforderliche Transformation beschleunigen können. Das Autorenteam schätzt die Vorreiterpotenziale der Metropole Ruhr für sieben Indikatoren ein, die besonders deutlich bei der Umweltwirtschaft und der Entwicklung der Grün- und Erholungsflächen herausstechen. weiterlesen…

Zukünftige Batteriekosten

Erfolg der Mobilitäts- und Energiewende hängt davon ab

Seit Jahren gibt es bei den Kosten von Batterien einen deutlichen Abwärtstrend. Diese Entwicklung ist wichtig, da Batterien als zentrale Bauteile den Großteil der Kosten von Elektrofahrzeugen und stationären Energiespeichern ausmachen. Heute sind diese Produkte noch nicht vollständig wettbewerbsfähig und weitere Batteriekostenreduktionen sind erforderlich, damit eine ökonomisch tragfähige Wende zur Kohlendioxid-neutralen Gesellschaft gelingen kann. Für eine Weichenstellung durch die Politik und Industrie sind möglichst exakte Batteriekostenvorhersagen notwendig. Ein Forschungsteam der Universität Münster veröffentlichte am 02.08.2021 in Energy & Environmental Science (open access) einen umfangreichen Vergleich von Batteriekostenvorhersagen. weiterlesen…

Mangan anstelle von Edelmetallen

Nachhaltigere Leuchtstoffe und Sonnenlicht-Nutzung

Forschenden der Universität Basel ist ein wichtiger Schritt gelungen, um nachhaltigere Leuchtstoffe und Katalysatoren für die Umwandlung von Sonnenlicht in andere Energieformen zu produzieren. Auf der Basis von kostengünstigem Mangan entwickelten sie eine neue Verbindungsklasse mit vielversprechenden Eigenschaften, die es bis jetzt vor allem bei Edelmetallverbindungen gab. (Bild: Mangan-Komplexe zeigen erstmals Leuchteigenschaften und Photokatalyse-Verhalten, wie es bis jetzt vor allem für edelmetallhaltige Verbindungen bekannt war – © Jakob Bilger, Uni Basel, mit frdl. Genehmigung) weiterlesen…