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MDR KLIMA-UPDATE | 27. Mai 2022Warum die Dampfmaschine durch die Energiewende wieder eine Zukunft hat

von Clemens Haug

Stand: 27. Mai 2022, 11:00 Uhr

Forscher entwickeln immer weitere Möglichkeiten, um Strom zu speichern. In Sachsen arbeiten Ingenieure nun an einem thermo-mechanischen Speicher, der mit Dampf funktioniert. Mehr zu dieser neuen Batterie im Klima-Update.

Liebe Lesende,

wundern Sie sich auch manchmal über die Skeptiker und Kritiker der Energiewende, die immer wieder rufen: Eine Stromversorgung nur mit Wind und Sonne kann nicht funktionieren? Über Expert*innen, die behaupten, die gewaltigen Mengen Akkuleistung, die wir dafür bei der Energieversorgung bräuchten, könne man gar nicht bauen?

Ich bin dann jedenfalls immer wieder erstaunt darüber, welche Methoden Ingeneur*innen und Forschenden immer wieder einfallen, wie man noch Energie speichern kann. Beim näheren Hinsehen sind die Wege mannigfaltig und klassische Lithium-Ionen-Batterien nur noch eine und wahrscheinlich bei vielen Anwendungen nicht die beste Möglichkeit. Bei MDR WISSEN haben wir bereits häufiger berichtet über umweltfreundlichere, chemische Batterien, über Methoden, die Schwerkraft für die Speicherung von Strom nutzbar zu machen, oder Entwickler an der TU Dresden, die riesige Schwungräder in Vakuumräumen in Drehung versetzen, um einen Energiepuffer zu schaffen.

Heute stelle ich Ihnen ein Projekt der Hochschule Zittau/Görlitz vor, die sich auf das Prinzip der guten alten Dampfmaschine besonnen hat, natürlich in einer High-Tech-Ausführung davon. Der Thermo-Mechanische-Speicher nutzt Wasserdampf, der unter Druck gesetzt wird, um Strom zu speichern. Warum das ein vielversprechender Ansatz besonders bei lokalen Energieversorgern wie Stadtwerken sein könnte, erkläre ich Ihnen weiter unten. Jetzt erst einmal zur...

[#] Zahl der Woche

43 Prozent

… um diesen Wert will die neue australische Regierung die CO2-Emissionen bis 2030 reduzieren, im Vergleich zu der Menge an Klimagasen, die das Land im Jahr 2005 ausgestoßen hat. Damit schlägt der Wahlsieger Anthony Albanese von der Labour-Party einen neuen Kurs in der Klimapolitik seines Landes ein. Dieser galt als wahlentscheidend: Australien wurde in jüngster Zeit immer wieder von Wetterextremen wie Dürren auf der einen und katastrophalen Überschwemmungen auf der anderen Seite heimgesucht. Die wegen der steigenden Meerestemperatur immer häufiger auftretenden Korallenbleichen gefährden das einzigartige Naturwunder des Great Barrier Reefs. Trotzdem zeigte die bisherige konservative Regierung unter Scott Morrison wenig Ambitionen, das Land aus dem Zeitalter fossiler Energie herauszuführen.

Australien ist einer der weltgrößten Produzenten und Exporteure der Steinkohle. Die neue Regierung will es zum führenden Produzenten erneuerbarer Energie machen. Der Anteil von Wind und Solar an der Stromversorgung soll bis 2030 auf 82 Prozent angehoben werden von aktuell 31 Prozent. Mehr dazu bei nature oder bei Klimareporter.

Strom speichern mit Hilfe von Dampf: Der Thermo-Mechanische-Speicher an der Hochschule Zittau/Görlitz

Mit der Kraft von Wasserdampf hat die gesamte Industrialisierung angefangen: Die ersten Dampfmaschinen machten als Wasserpumpen und Seilwinden den Kohlebergbau im großen Stil möglich oder zogen als Dampflokomotive gewaltige Güterzüge. Vor etwas mehr als 50 Jahren wurde Dampf dann weitgehend von neueren Technologien abgelöst. Aber jetzt könnte er eine kleine Renaissance erleben. 

Am Institut für Prozesstechnik, Prozessautomatisierung und Messtechnik der Hochschule Zittau/Görlitz arbeiten Forschende mit einem neuen thermo-mechanischen Stromspeichersystems, das auch als CARNOT-Batterie bezeichnet wird. Das Prinzip ist vergleichsweise einfach: Muss Strom gespeichert werden, wird Dampf durch die Speichermaschine auf einen Druck von etwa 60 Bar komprimiert und in einem Hochdrucktank gespeichert. Soll die Energie dann wieder abgerufen werden, treibt der Hochdruckdampf die Maschine in die umgekehrte Richtung an, die nun wieder Strom erzeugt.

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Theoretisch haben die Ingenieure das Prinzip bereits durchgerechnet. Mit der vor Kurzem fertiggestellten fertig gestellten Versuchsanlage wollen sie nun in der Praxis erforschen, wie sich die Leistungsfähigkeit weiter optimieren lässt und in welche Prozesse die Batterie eingebunden werden kann.  "Das könnte in der Anwendung beispielsweise für Stadtwerke interessant sein, die nicht nur Stromkunden haben, sondern auch Fernwärme anbieten", sagt Thomas Schäfer. Der Fachbegriff für solche kombinierten Nutzungen heißt "Sektorenkopplung". Ein weiteres Einsatzgebiet sind Industrien, bei denen Dampf als Abfallprodukt anfällt. 

🗓 Klimatermine

31. MAI, ERFURT

Auftaktworkshop der Thüringer Allianz für Wasserstoff in der Industrie (ThAWI): Unter der Führung der Thüringer Energieagentur sind Unternehmen eingeladen, sich über die Anwendungsmöglichkeiten von Wasserstoff auszutauschen. Zielgruppen sind einerseits Komponentenhersteller und Dienstleister, andererseits Industrieanwender. Start des Workshops am Dienstag im COMCENTER Brühl in der Mainzerhofstraße 10 ist 13 Uhr.

2. JUNI, ONLINE

Die Heinrich-Böll-Stiftung lädt zur Online-Diskussionsveranstaltung: "Erdgas in Deutschland: Entscheidungen in Zeiten des Ukraine-Krieges". Die geladenen Expert*innen wollen besprechen, wie reagiert werden kann, wenn Russland als bisher größter Lieferant ausfällt, in welcher Zeit die russischen Gaslieferungen überhaupt realistisch ersetzt werden können und wie sich verhindern lässt, dass der Aufbau von alternativen Gaslieferungen zu einer neuen Verzögerung der notwendigen vollständigen Abkehr vom fossilen Erdgas führt. Eingeladen sind unter anderem Yaroslav Demchenkov, Vize-Minister für Energie der Ukraine und Casimir Lorenz, vom Think Tank Aurora Energy Research, Beginn ist um 17 Uhr.

3. JUNI, ONLINE

Die Sächsische Energieagentur SAENA lädt zum KEM Talk #24. Erklärt wird ein Pilotvorhaben der Stadt Meldorf, bei dem die Abwärme einer Druckerei genutzt werden soll mit Hilfe eines 50.000 Kubikmeter Saisonalspeichers. Die Online-Veranstaltung beginnt um 11 Uhr.

📰 Klimaforschung und Menschheit

Hitzewelle in Indien ist durch Klimaerwärmung 30 Mal wahrscheinlicher geworden

Hitzewelle in Indien ist durch Klimaerwärmung 30 mal wahrscheinlicher geworden
Menschen, Tiere und Pflanzen in Indien und Pakistan leiden aktuell unter einer beispiellosen Hitzewelle. Mit Temperaturen von mehr als 45 Grad ist es der heißeste Frühling seit 122 Jahren. Und solche Hitzewellen könnten in Zukunft noch häufiger werden, denn durch die Klimaerwärmung sind sie 30 Mal wahrscheinlicher geworden. Zu diesem Ergebnis kommt ein internationales Team von Forschenden, das sich zur "World Weather Attribution Group" zusammengeschlossen hat. Bei der aktuellen Erwärmung um 1,2 Grad Celsius gegenüber der Zeit vor der Industrialisierung liege das Risiko einer solchen Hitzewelle zwar nur bei etwa einem Prozent, könne statistisch also mindestens einmal in 100 Jahren auftreten. Doch eine rapide Steigerung droht: Bei zwei Grad Erwärmung liege es bereits bei 20 Prozent, wodurch die Region alle fünf Jahre von solchen Hitzewellen betroffen wäre, schreiben die Forschenden in ihrer Analyse, über die auch das Magazin Nature berichtet.

Klimawandel bedroht unsere Gesundheit dramatisch – aber Lösungen in Sicht

Die globale Erwärmung ist eine Gefahr für die Gesundheit der Menschen weltweit. Ein neuer Bericht zeigt auf, wie dringend wir handeln müssen – aber auch welche Möglichkeiten es gibt. Da besonders marginalisierte Gruppen wie Indigene, Frauen, Kinder und arme Menschen die Hauptlast tragen, sollten sich die Maßnahmen verstärkt an sie richten. Mehr dazu hier.

Prähistorische Korallen verraten Klima vor 40 Millionen Jahren

Ein Forscherteam verschiedener deutscher Universitäten - darunter Geophysiker der Universität Leipzig - hat Skelette von über 40 Millionen Jahre alten Riffkorallen auf die in ihnen enthaltenen Spuren des damaligen Klimas untersucht. Einige der untersuchten Korallen stammen aus der Geologisch-Paläontologischen Sammlung der Universität Leipzig. Damals war das Klima in den mitteldeutschen Breitengraden tropisch warm. Die Tiere, die damals schon in einer Symbiose mit Algen lebten, konnten demnach etwas über mehrere hundert bis tausend Jahre Klimaentwicklung verraten. Die Daten können helfen, die heutigen Klimamodelle weiter zu verbessern, berichten die Forscher im Journal Science Advances.

Bund fördert nationales Wasserstoff-Kompetenzzentrum in Chemnitz mit 72,5 Millionen

Die Bundesregierung stockt ihre Förderung des nationalen Wasserstoff-Kompetenzzentrum an der TU Chemnitz um 12,5 auf insgesamt 72,5 Millionen Euro auf. Gerd Stohmeier, Rektor an der TU sagte: "Die TU Chemnitz freut sich sehr über diese richtige und notwendige Entscheidung und damit einhergehende Korrektur der im letzten Jahr erfolgten Weichenstellung." In Chemnitz soll die Anwendung von Wasserstofftechnologien in verschiedenen Verkehrsformen erforscht und weiterentwickelt werden. Im vergangenen September setzte sich Chemnitz im Wettbewerb um das nationale Innovations- und Technologiezentrum durch. Es wird künftig einer von insgesamt vier Standorten sein.

📻 Klima im MDR

👋 Zum Schluss

wo ich eingangs bei meiner Verwunderung war - ein anderes Thema, das mich regelmäßig erstaunt, ist die Diskussion über den deutschen Atomausstieg. Ständig kann man in den Nachrichten wieder neue Expert*innen darüber reden hören, dass der Ausstieg falsch gewesen sei, dass die verbliebenen Kraftwerke mindestens noch ein paar Jahre weiterlaufen sollten, um eine CO2-freie Stromversorgung über den Krieg hinweg zu sichern, etc. pp. 

Bei den Kolleg*innen von n-tv - die ich übrigens nicht für ein Sprachrohr grüner Parteien oder Ökoenthusiasten halte - erfahre ich, das praktisch nichts davon haltbar ist. Dass der Uranbrennstoff meist entweder aus Russland oder aus dem eng damit verbundenen Kasachstan kommt, hatten wir bereits vor ein paar Wochen erwähnt. Wie groß diese Abhängigkeit ist, schildert hier noch einmal der bekannte deutsche Ingenieurswissenschaftler Volker Quaschnigg.

Kaum bekannt war mir selbst dagegen, wie unzuverlässig die Atomkraftwerke im Atomland Frankreich funktionieren. Mycle Schneider, Herausgeber des "World Nuclear Industry Status Report" fällt ein vernichtendes Urteil: Von einer Renaissance der Technologie könne nirgends die Rede sein. Sie sterbe weltweit aus, einfach weil sie zu kompliziert, gefährlich, unflexibel und teuer sei, schildert Schneider in diesem zweiteiligen, sehr lesenswerten Interview.  Mit dieser Leseempfehlung entlasse ich Sie in ihr hoffentlich weiterhin erholsames langes Himmelfahrtswochenende.

Herzlichst
Ihr Clemens Haug