RZ033 Energie der Zukunft

Photovoltaik und Solarthermie bieten das Potential für einen umfassenden Umbau der Weltenergieversorgung

Episode image for RZ033 Energie der ZukunftDer Umbau unserer Energieversorgung schreitet weltweit stärker voran als sich dies aus der eigenen Betrachtung und Nachrichtenlage ablesen lässt. Besonders die ursprünglich für die Bedürfnisse der Raumfahrt entwickelte Photovoltaik und besonders die Solarthermie spielen hier eine zentrale Rolle.

Doch für eine zuverlässige Energieversorgung, die den Anforderungen der Gegenwart und Zukunft entspricht, kommt es auf eine kluge Kombination von unterschiedlichen erneuerbaren Energiequellen an. Studien des DLR zu einer Nutzung von Solarthermie und anderen erneuerbaren Energieformen und der Errichtung von speziellen Stromtrassen im Mittelmeerraum legten dabei in den vergangenen Jahren die Grundlagen für die DESERTEC-Initiativen, die einen umfassenden und kollektiven Umbau der Energie-Infrastruktur Europas, des Nahen Ostens und Nordafrikas (EUMENA-Region) zum Ziel haben.

Dauer: 1 Stunde 34 Minuten

Aufnahme: März 2012


Franz Trieb
Institut für technische Thermodynamik, DLR

Im Gespräch mit Tim Pritlove erläutert Franz Trieb vom Institut für Technische Thermodynamik des DLR in Stuttgart, welche Erkenntnisse hier in den vergangenen Jahren gewonnen werden konnten und welche Handlungsoptionen sich für die nächste Zeit ergeben.

Themen: DLR Standort Stuttgart; Energieversorgung in der Raumfahrt; Anteil und Bedeutung enerneuerbarer Energien; Forschung des DLR im Bereich Erneuerbare Energien; Photovoltaik und Solarthermie; Speicherbare Energieträger; Stromübertragung; Dezentrale Stromversorgung durch Solarthermie; Die Studien des DLR; DESERTEC; Energie-Kooperation im Mittelmeerraum; Mögliche Kraftwerkkonzepte; Platzbedarf und Flexibilität solarthermischer Anlagen; Sicherheit der Energieversorgung.

Links:

37 Gedanken zu “RZ033 Energie der Zukunft

  1. Sehr insteressante und aufschlussreiche Sendung.
    Vielen Dank.

    Was sich leider nicht (ohne weiteres) vermeiden lässt, ist die Berührung mit politischen, ökonomischen und gesellschaftlichen Problemstellungen. Diese Sendung hat sehr gut gezeigt, wie sehr das theoretisch Machbare eben an den anderen Systemen auf scheinbar unüberwindbare Probleme stößt. Ich meine auch, ein wenig Resignation herauszuhören.

    Mich würde in dem Zusammenhang interessieren, wie sehr denn “ideell”, “ideologisch” bzw. “utopisch” über die Möglichkeiten der Energienutzungen in der Zukunft “phantasiert” wird. Mir fallen da spontan solche “Bewegungen” wie “Zeitgeist” bzw. das “Venus Project” ein … (bitte wertneutral betrachten; ich stehe nicht hinter den dort propagierten Konzepten”, kann aber zumindest die technologischen Träume/ Vorstellungen nachvollziehen).

  2. Pingback: Energie der Zukunft | Singold Bote

  3. Beim downloadbaren MP3 scheint es ein technisches Problem zu geben. Wer Windows-Explorer zeigt als Spielzeit 13:50:08 an. Ich war schon richtig erschrocken. Der Player zeigt sogar 380:47:23 an. Abspielbar ist die Datei aber. Und das sogar (wie hier auf der Seite gesagt) in nur rund 1½ Stunden!

    Ist da nur bei mir beim Download etwas schief gegangen, oder ist die Datei fehlerhaft?

  4. Dies ist für mich die bisher interessanteste Folge!
    Was unklar blieb:
    1. Wie nun genau modelliert wurde bzw. wie die Zielfunktion mathematisch aussieht.
    2. Ist die Hälfte der Leistung oder der Energie weltweit erneuerbar?

  5. Tim, suuuuper tolle Sendung, echt awesome!!
    Leider habe ich das anschließende Hörerinnentreffen nicht rechtzeitig mitbekommen.

    Echt toll, wie du derartig interessante Gesprächspartner immer wieder zu finden scheinst.

    Energetisch gibts wohl doch wesentlich mehr Varianten und Möglichkeiten als uns Politik so weismacht. Vorallem das Solarenergie als Grundlast ausgelegt werden kann, ist hochinteressant.
    Ich werde mal mit dem Institut Kontakt aufnehmem.

    Danke für deine Podcastarbeit.
    Ich vertwittere und verflattere das mal …

  6. Ich finde schade, dass die mich interessierenden Details nicht angesprochen wurden. So sind z.B. die Solarzellen im All andere als die man auf das Dach legt. Auch Kunststoff-Solarzellen sind mächtig interessant. Interessiert hätte mich auch die Solarchemie. Ich glaube sogar, dass die DLR einen Sonnenofen betreibt, um aus Wasser Wasserstoff zu produzieren. Allerdings scheint da die Zukunft beim Elektrolyseur zu liegen, wo übrigens die DLR auch aktiv ist. (Da braucht man keine direkte Sonneneinstrahlung, die es dauerhaft nur im Süden gibt.) Übrigens, es gibt erste Supraleiterkabel für nennenswerte Strommengen für einige Kilometer Länge. (z.B. AmpaCity in Essen) Kurz, etwas mehr Technik hätte mir besser gefallen.

    • @Robert: Wir nehmen die PV-Thematik mal mit auf die Themenwunschliste für kommende Sendunden mit auf. Was die von Dir angesprochenen Projekte beim DLR angeht – ja, da machen wir einiges, z.B. SOWARLA und HYDROSOL. Infos siehe: http://www.dlr.de/sf/desktopdefault.aspx/tabid-7159/11923_read-28158/, http://www.dlr.de/desktopdefault.aspx/tabid-4550/127_read-7971/ und http://www.dlr.de/desktopdefault.aspx/tabid-5105/8598_read-20816/

      • Danke für die Links. Die solare Abwasserreinigung wird vom DLR selbst verwendet. Finde ich gut. Interessant ist, dass die Technik Parabolrinnen-Kraftwerke mit Wasserdampf, statt Öl oder Salz, zu betreiben vom DLR entwickelt wurde. Wusste ich nicht. Ist jedenfalls sehr wichtig, da die früher teurere Photovoltaik nun billiger als die Solarthermie ist. Die neue Technik vom DLR kann das wieder ändern.

        • Der Herr Dr. Trieb ist laut Web im Bereich Systemanalyse und Technikbewertung beschäftigt. Im Moment zeigt sich, dass neben technischen Innovationen auch die Preisbildung für Strom anders organisiert werden muß, da Solar und Wind nur Kapitalkosten haben und fast keine variablen Kosten – Wind und Sonne sind gratis. Im Moment wird der Strommarkt über die Energiebörse und damit den variablen Kosten gesteuert, was perspektivisch irgendwann nicht mehr funktioniert. Momentan liest man, dass die Strompreise an der Börse in Deutschland immer öfter unter denen von Frankreich liegen. Auch die ein, zwei Tage mit negativen Strompreisen in den vergangenen Jahren gehören dazu. Wäre interessant gewesen was Herr Dr. Trieb dazu sagen würde.

  7. Pingback: raumzeit: Strom aus der Wüste – Öhm… Moment! | die Hörsuppe

  8. Bin eigentlich etwas erstaunt darüber, das DLR-Mitarbeiter so uninformiert sind über die Realitäten der sogen. Erneuerbaren Energien und deren “Stand der Technik”. Das ewige Hochgejubel wird uns nicht reichen, wenn wir nicht auch die vielen Nachteile der EE endlich neutral und fair analysieren und versuchen, diese in den Griff zu bekommen!

    • Wird’s denn keinen offiziellen MP3-Feed mehr geben? Viele Abspielgeräte ohne angebissenen Apfel können nun einmal keine MPEG4-Audio-Dateien abspielen.

      • Ja, wie bereits in einigen anderen Kommentaren hier im Blog gesagt: Es wird einen gesonderten MP3-Feed geben, auch wenn sich von unseren fünfstelligen Hörerzahlen bislang nur etwa 20 Hörer gemeldet haben, dass es bei ihnen mit M4A nicht klappt. Wir sind dran. Danke für Eure Geduld.

  9. Pingback: Was erneuerbare Energien bereits heute Leisten und welches Potenzial in ihnen steckt » Blog von Peter Piksa

  10. Hat eigentlich schon jemand durchgerechnet, wie wirtschaftlich ein solarthermischer Ofen zur Produktion von Silizium-Solarzellen in einer Sandwüste wäre?

  11. Das war mal wieder ein interessanter Beitrag. Danke!
    Es gibt da aber ein wichtiges Problem, das nur zum Teil diskutiert wurde, nämlich das Problem mit Monopolisten.
    Es ist gut, wenn aus 33 verschiedenen Ecken elektrische Energie geliefert wird. Das ist viel besser als die Situation von heute. Aber das reicht nicht. Auch 33 Unternehmen bilden eine Interessengemeinschaft. Ich finde es viel besser, wenn sich so viele kleine Gemeinschaften wie möglich autonom versorgen können.
    Für eine Großstadt wie Hamburg sieht es zur Zeit aber anders aus. Die brauchen ein paar Gigawatt. Und da kann man es so machen, wie Franz Trieb es vorgeschlagen hat: Wasserkraft aus Norwegen mit HGÜ zum AKW Unterweser, denn die Infrastruktur von dort gibt es schon. Nicht lange Quasseln. Machen!
    So ein paar große Leitungen sind allerdings gefährlich. Selbst wenn es 33 sind, kann so etwas sabotiert werden. Und dann sind die geplanten 15 Prozent Versorgung weg. Atomkraftwerke in Deutschland sind aber aus demselben Grund noch viel gefährlicher. Also wählen wir doch fürs Erste das kleinere Übel!

    Ich sehe noch erhebliches Potential in der Absenkung der Grundlast. Es gibt keinen Grund, dass mitten in der Nacht, wenn kein Wind weht, Hochöfen laufen und Güterzüge fahren.
    So hohe Grundlast ist kein Naturgesetz. Das hat sich zusammen mit den Atomkraftwerken entwickelt. Das kann man ändern. Ändern wir das!

    Puffern mit Akkus von Autos ist Blödsinn. Diese Akkus sind auf leicht optimiert. So etwas verschleißt man nicht als Energiepuffer. Man kann aber mehrere davon vorhalten, damit man zum Laden auf Wind oder Sonne warten kann.

    Der wichtigste Posten in Sachen Energieverbrauch ist nicht elektrischer Strom, sondern Heizung. Das regelt man am besten mit Wärmetauschern auf den Dächern. Das ist viel billiger als Fotovoltaik.

    Was spricht eigentlich dagegen, an Orten, wo billige Energie vorhanden ist, Methan zu produzieren. Wenn dabei der Wirkungsgrad (bis zum Verbraucher) von 80% mit HGÜ auf 20% fällt, dann braucht man eben vier mal so viele Kraftwerke. Es sind genug Menschen da, die so etwas (inclusive Materialherstellung) schaffen können. Zur Zeit sind die meisten Menschen in Deutschland mit unproduktiven Blödsinn beschäftigt.

    Und noch eine technische Frage zu Solarkraftwerken. Am Äquator ist noch viel mehr Sonneneinstrahlung als in der Wüste. Allerdings sind dort Wolken. Kann man zwischen den Spiegeln und der Sonne die Wolken wegkriegen, zB durch Mikrowellen? Energie dürfte ja nicht das Problem sein.
    Kann man so eine Methanproduktion an Ballons hängen und über den Wolken betreiben?

  12. Ich fand Tims Frage nach dem Club of Rome interessant.
    Aus technischer Sicht ist alles klar. Das Problem sind die Leute, die ihre Pfründe retten wollen. Und die sitzen im Club of Rome. Der Club of Rome hat kein Interesse daran, den Wohlstand (insbesondere die Freizeit) der einfachen Leute zu erhöhen. Die versuchen das tote Pferd so lange es geht noch weiter zu reiten. Das Projekt wird auch noch die nächsten 10 Jahre in der Planungsphase bleiben, weil der Club of Rome beteiligt ist.

    Wenn etwas davon konkret werden soll, dann muss eine Stadt wie Hamburg direkt mit Südnorwegen verhandeln, und die HGÜ bauen. Finanzierbarkeit durch eine Bank darf dabei keine Rolle spielen, denn nach deren Kriterien ist das unrentabel, weil das Ding sich erst nach Jahrzehnten rentiert. Die Bezahlung muss in Technik erfolgen.
    Wenn dieser Anfang gemacht ist, wird es zum nächsten Projekt kommen.

    Wenn man nicht an Geld denkt, sondern nur an Produktion und Verbrauch, wird einiges klarer.
    Wenn die USA ihre Armee zehn Jahre lang im Süden der USA eine Methanproduktion (viele kleine Anlagen, wegen der Ausfallsicherheit) aufbauen lassen würden, dann könnten sie ihren Lebensstil beibehalten, ohne Öl importieren zu müssen oder ihre Kohle verbrauchen zu müssen.
    Mit dem derzeitigen Wirtschaftssystem ist das aber nicht umsetzbar. Da liegt das Problem!

  13. Ein sehr guter Berricht, der die gesamt europäische Energiestruktur betrachtet.

    Ein politischer Hinweis noch zu Desserttec. Die politischen stabilitäten in manchen nordafr. Ländern ist oft unzureichend. Aber dies kann man verbessern in dem man die Staaten stärkend mit einbindet, das man sagt, wir bauen auf eurem Grund, dafür könnt Ihr erstmal einen gewissen Strombedarf bei euch decken, bevor wir Leistung nach Europafestland verschiffen.

  14. Ein sehr interessanter Podcast, hätte länger dauern dürfen und noch ausführlicher sein können. Aber auch so schon gut, vielleicht gibt es ja noch mal einen zweiten Teil.

    Vermisst habe ich die technischen Aspekte von Solarpanelen. Die Wirkungsgrade sind leider relativ gering, nur ein kleiner Teil der Sonnenenergie wird tatsächlich in Strom umgewandelt wird (um 15%).
    Hätte mich interessiert. Schon 30% wäre eine Verdoppelung.
    Erst kürzlich war zu lesen, das es einen Rekordwirkungsgrad von 33,9% gab, im Labor.

    http://www.pro-physik.de/details/opnews/1501433/Rekord-Wirkungsgrad_bei_Photovoltaik-Modulen.html

    Wie die Aussichten sind, wann und ob sowas Otto Normalverbraucher auf sein Haus setzen kann, was es kostet usw.

    • Zur Fotovoltaik:
      Wenn die mit 30% fünf mal so teuer sind wie die mit 15% und auch noch schneller kaputt sind, dann frag mal deinen Nachbarn, ob du sein Dach mitbenutzen kannst.
      Denk daran, dass Fotovoltaik nachts nichts liefert und im Winter nur wenig. Falls du noch mit Gas heizt, dann bau dir Wärmetauscher aufs Dach. Kauf lieber Strom als Gas! Das ist für dich billiger.
      Von der Einspeiserei des Stroms aus Fotovoltaik halte ich nicht viel. Es wäre besser, wenn du soviel wie möglich selbst verbrauchst. Das ist leicht möglich, denn du kannst deine Gefriertruhe mit einer Zeitschaltuhr versehen, so dass das Ding mittags kühlt und die Nacht über nicht. Außerdem kannst du dir, wenn du gar nichts einspeist, den Wechselrichter sparen. Für nächtliche Beleuchtung mit LED reicht ein Auto-Akku völlig aus. Kochen kannst du auch Mittags. Und die Waschmaschine braucht heißes Wasser, was vom Wärmetauscher kommt. Warum soll man elektrisch heizen?
      Apropos Waschmaschine. Meine frisst 10 Watt, wenn sie ausgeschaltet ist. Also Stecker raus! Leih dir mal ein Leistungsmessgerät (kann man auch für 20 Euro kaufen, aber wozu? du brauchst es ja nur ein mal) und mess mal alle Geräte aus. Ich habe damit bei mir und meinen Mitbewohnern überflüssige 150 Watt erlegt.

      • Nur weil mich die technische Entwicklung interessiert, heißt das ja noch nicht, das ich mir das tatsächlich selber aufs Dach setzen möchte.
        Ich dachte vor über 10 Jahren mal dran, alles genau durchgerechnet, die Vergütung, Versicherung im Schadensfall usw., es hätte sich bis heute immer noch lange nicht amortisiert. Etwaige Verschleiß-Reparaturen nicht eingerechnet. Es hätte über 20 Jahre gedauert, bis die Investitionskosten drin gewesen wären.

        Nutzt man den eigenen Strom nur selber, falls man so eine Anlage hat, ist das unsinnig. Man bezahlt für den Strom ca. 20cent/kw. Aktuell weiß ich es nicht, aber vor einigen Monaten bekam man für jede kilowattstunde eingespeisten Strom 50cent/kw. D.h., mit jedem selbst verbrauchtem kw verliert man 30 cent. Dann amortisiert sich so eine Anlage vielleicht in 40, 50 Jahren. Unsinnig. Da verkaufe ich den Strom doch lieber für 50cent und kaufe ihn wieder für 20cent ein. Dann braucht man sich auch nicht um Tag-/Nachtzyklen kümmern.

        Ich denke, eine nähere Überlegung ist es wert, wenn man genügend Dachflächen zur Verfügung hat, nicht nur ein EFH-Dach, um eine größere Anlage zu planen und man eine Anlagemöglichkeit für vorhandenes Vermögen sucht.
        Solch größere Anlagen kosten dann schnell über 100.000 Euro.

        • Aus Sicht eines Einzelnen in der BRD vor zehn Jahren ist deine Rechnung korrekt.
          Auf dem Haus, in dem ich wohne, ist eine Fotovoltaikanlage von 100 m^2. Das Ding bringt an guten Tagen 70kWh (sonniger Tag im Mai) und an schlechten Tagen (bewölkter Tag im Dezember) 5kWh. Im Durchschnitt sind es 20kWh pro Tag, also ein knapp ein kW. Mit der Förderung von 50 Cent pro eingespeister kWh rechnet sich das Ding in etwa 20 Jahren. Ohne Förderung ist das Ding sogar einem Sparbuch unterlegen, außer der Strom kostet in 10 Jahren 60 Cent pro kWh.
          Aus einem größeren Blickwinkel sieht die Sache aber anders aus. Es fallen Kosten für die Subvention der Fotovoltaikanlagen, Wechselrichter und für das Netz an. Das Ziel sollte Energieversorgung und Unabhängigkeit von Rohstoffimporten sein. So wie es zur Zeit läuft, ist es nicht gut. Das geht viel besser.

          Die Argumentation für einen Einzelnen läuft so:
          Wenn der Euro zusammenbricht, ist eine funktionierende Fotovoltaikanlage ein Wert, der bleibt. Es gibt Leute, die kaufen sich für 60000 Euro ein Auto, das nach 20 Jahren kaputt ist. Die Fotovoltaikanlage ist dann aber noch da. Die Dinger sind inzwischen sehr robust.
          Unabhängikeit ist wichtig. Es ist schon sehr dumm, davon auszugehen, dass in den nächsten 40 Jahren alles so stabil bleibt wie bisher und die Eon Strom für 20 Cent pro kWh liefert.
          Etwas Wichtiges, das man für dieses Land tun kann, ist, für sich und seine Nachbarn eine autonome Energieversorgung zu errichten. Und dies ist ein funktionierender Weg.

  15. Ein sehr informativer Podcast mal wieder. Leider wird die ganze Zeit von “installierter Leistung” gesprochen, die sich auf die Nennleistung, also die Maximalleistung im Volllastbereich bezieht. Selbst ein “normales” Kraftwerk kommt durch Wartungen, Reparaturen und Revisionen nicht an die 100% heran. Schon gar nicht die Solaranlagen, die ja im allerbesten Fall im Jahresmittel 50% Sonne abbekommen. Nun sind die meisten Solarpanele fix montiert, stehen also nur selten im Optimalen Winkel zur Sonne und Wetter verhindert auch daß immer pralle Sonne auf die Panele scheint. Ich schätze mal, daß Solarpanele so ungefähr ein Zehntel ihrer “installierten Leistung” tatsächlich als Strom liefern. Windkraft kann ich nicht einschätzen.
    Ich hätte mich auf jeden Fall gefreut, wenn hierauf deutlicher Eingegangen worden wäre, in welchem Maße die EE tatsächlich jetzt schon zur Energieerzeugung beitragen.

    • Darüber ärgere ich mich auch.
      Über den Daumen gilt für Deutschland: Fotovoltaik hat ein Zehntel, Windkraftwerke ein Fünftel der Nennleistung. Die Werte für Windkraft stehen bei Wikipedia.
      Das Problem ist die Schwankung, aber da muss vor allem der Verbrauch angepasst werden.

      Fotovoltaik und Windkraftwerke funktionieren hinreichend gut. Es ist nicht nötig, hier zu lügen (absichtlich einen falschen Endruck zu erzeugen).
      Wer lügt, hat normalerweise etwas zu verbergen. Wer mit Nennleistungen hausieren geht, kriegt irgenwann mal die Frage nach durchschnittlicher Leistung, und dann ist er blamiert.
      Daher gebe ich bei der Fotovoltaikanlage auf dem Dach des Hauses, in dem ich wohne, auch nicht die Nennleistung an. Ich kenne sie noch nicht einmal.

      Die Einheit der Leistung im Jahresdurchschnitt ist übrigens nicht TWh pro Jahr, sondern GW. Dann weiß man, was man hat. Guten Abend!

  16. Ich habe gerade mal etwas grob durchgerechnet.

    Man nehme ein großes Schiff (Thermoskanne für 100 Kilotonnen) mit Silizium (hohe Schmelzwärme (1804 kJ/kg) bei hoher Schmelztemperatur (1683 K)). Das fährt man zu den Kanaren (gehören zu Spanien) und schmelzt dort den Inhalt auf, indem man mit Spiegeln die Sonne darauf richtet (gerichtete Spiegel auf einer Insel und Fokussierspiegel auf dem Schiff). Dann fährt man das Schiff nach Deutschland und verbraucht dort die 180 TJ (50 GWh) bei 1683 K.
    Silizium (Rohsilizium reicht) kostet zur Zeit etwa einen Euro pro Kilogramm. Damit kostet die Ladung für ein Schiff etwa 100 Millionen Euro.

    Was spircht dagegen?

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  20. Obwohl ich ein Anhänger der Kernenergie bin, halte ich diesen Podcast – nach den mit Sigmund Jähn – zweitbesten der bisherigen Reihe. Man merkt beiden die Begeisterung am Thema an. Technische Sachverhalte sind verständlich erklärt.
    Fazit: Ein Spitzenpodcast, der sich angenehm aus der Reihe hervorhebt.

    Wunsch: Einen zweiten Teil produzieren, der mehr ins (technische) Detail geht, von mir aus auch gerne im Rahmen von CRE. Es gilt die Rekordmarke von rund 3 h beim CRE zu knacken. Dieses Thema hat das Potential dazu.

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