|
02.04.2012 |
|
||||||||||||||||
|
12-22 m Meeresspiegelerhöhung |
zu erwarten bei 2K Temperaturerhöhung gegenüber heute. Zeitrahmen 1000 J. |
||||||||||||||||
|
Petermann-Gletscher-Ausgang |
Grönland. 14km kürzer. Eisverlustrate hat 5-10 Jahre Verdopplungszeit. |
||||||||||||||||
|
Rossby-Wave |
Ist eine Oszillation durch Rückstellkraft in rotierenden Systemen.Ein Wellenzug propagiert westwärts. |
||||||||||||||||
|
Unterschied zwischen Antarktis/Arktis |
ist sehr ausgeprägt, Arktis: von Land umgebenes Meer, Antarktis: großer Kontinent im Ozean. |
||||||||||||||||
|
greening der Tundra |
|
||||||||||||||||
|
Feuer in der Tundra |
nehmen zu → Rußemissionen setzen sich auf dem Eis ab und vermindern die Eis-Albedo. |
||||||||||||||||
|
Meereis in der Antarktis |
Auch in Antarktis wird das Meer wärmer. Dort fast nur einjähriges Eis! Meereis wird weniger um die Antarktische Halbinsel und Westantarktis, nimmt aber zu an den anderen Küsten. |
||||||||||||||||
|
Zusammenfassung vieler Informationen zur Arktis in Kurzform. |
|||||||||||||||||
|
18.7.19 |
|
||||||||||||||||
|
green climate fund |
ist eine Institution der UNFCCC und dient als Schaltstelle für den Finanzfluss in die weniger entwickelten Länder zur Klima-Adaption. Bisher konnten einzelne Länder Beschlüsse blockieren, nun wegen 80%-Mehrheitsprinzip nicht mehr. Quelle |
||||||||||||||||
|
UK hat keine Kohlekraftwerke mehr, die man schließen könnte |
Bisher gute Emissionssenkung im UK, aber hauptsächlich durch Umstellung von Kraftwerken von Kohle auf Gas. Das geht nun nicht mehr. |
||||||||||||||||
|
Verbindung der nationalen Netze in der EU |
Ziel ist 15 % Verbundenheitsgrad (interconnectivity level) bis 2030. D.h. internationale Übertragungskapazität als Anteil der Produktionskapazität. D.h. Leitungen + Marktstruktur. Stromhandel ist in Zonen eingeteilt mit cross-zone-trade. Quelle |
||||||||||||||||
|
21.7.19 |
|
||||||||||||||||
|
Auslastung der Braunkohlekraftwerke in D. sinkt |
vor allem weil der Zertifikatpreis gestiegen ist. Keine Kompensation für Hersteller hier, da Markteffekt und keine staatliche Abschaltung. Die Verdienstspanne im Braunkohlebereich wird immer geringer. https://www.carbonbrief.org/guest-post-why-german-coal-power-is-falling-fast-in-2019 |
||||||||||||||||
|
25.7.19 |
|
||||||||||||||||
|
Nüsslein CDU Fraktionsvize |
Leute auf dem Land müssen das Auto nehmen - die werden durch Emissionspreis übermäßig belastet. Die Bevölkerung wolle keine höhere Windkraftdichte. Er habe eine Vision: Wasserstoff aus Nordafrika und Offshore-Wind. Steuer-und Abgabemodell zur Förderung nichtfossiler Brennstoffe sei in Arbeit. Setzt auf bessere Technik. Klimaschutzgesetz wird kommen. Anm: auch mit Förderung wird Bereitstellung nichtfossiler Brennstoffe zu lange dauern. Das Gleiche gilt für Wasserstoff aus Nordafrika. |
||||||||||||||||
|
Waldverluste in Deutschland |
Gesamtwaldfläche =114 Mio ha, davon sind 0,11 Mio. jüngst durch Trockenheit und Befall verloren gegangen, das 1/1000. Die Trockenheit bewirkt, dass die Bäume zu wenig Harz haben, um die Schädlinge damit abzutöten. (spiegel) |
||||||||||||||||
|
Anteil der innerdeutschen Flüge an CO2-E. |
2 von 866 Mio t CO2-äquivalent. Internationale Flüge haben 29 Mio. t. Energiewirtschaft: 299, Verkehr 163, verarbeitendes Gewerbe 132, Haushaltsheizung 124, Industrie 65, Landwirschaft 64, sonstige 19 Mio t. (spiegel) |
||||||||||||||||
|
Anstieg der Passagierzahlen 1.hj.19 |
5% |
||||||||||||||||
|
Forschungsfabrik Batteriezellen |
wird in Ulm gebaut. |
||||||||||||||||
|
EU Projekt zu unserer Verantwortung für Entwaldung in weniger entwickelten Ländern |
mit folgenden Elementen: Zusammenarbeit mit Regierungen, Lieferkettenmanagement, Forschung, gesetzliche Vorschriften für europäische Firmen. 80% der Entwaldung geht auf Konto neuer landwirtschhaftlicher Nutzung. 39% aller Agrarimporte der Welt gehen in die EU. |
||||||||||||||||
|
Sprit aus Algen |
wikipedia: UBA: ist auf absehbare Zeit zu teuer, zu flächenintensiv. 50€/l. |
||||||||||||||||
|
26.7.19 |
|
||||||||||||||||
|
Kalifornien erzwingt 3,7%/a Effizenzsteigerung |
für Autos. Honda, VW, BMW und Ford stimmen zu. Das ist schärfer als die US - Bundesregelung, aber weniger scharf als die ursprüngliche Kalifornische Regelung. |
||||||||||||||||
|
42,6 °C Rekord in Lingen und Paris |
|
||||||||||||||||
|
Feuer und 30°C in Alaska |
https://www.dw.com/de/hitzewelle-in-der-arktis-könnte-kettenreaktion-in-gang-setzen/a-49734474
|
||||||||||||||||
|
Ursula von der Leyen schlägt Steuerbelastung von Importen mit hohen Herstellungsemissionen vor (carbon border tax) |
climatechangenews.com: Hat Macron auch schon getan. Wäre Weltneuheit. Risiko der Blockierung durch Handelspartner existiert. climate-change-news-Vorschläge:
WTO sagt: ist erlaubt, aber wenn dann für alle Importeure gleich, Ausname für least developed countries. Anm.: Warum nicht Zwang zum Zertfikatekauf bei Import? |
||||||||||||||||
|
Guterres fordert zum Klimagipfel am 7. August von jedem Regierungschef Konzept ein |
und zwar mit dem Ziel der Nullemission ab dem Jahr 2050. Anm.: Das ist kühn, da kaum ein Land dieses Ziel offziell akzeptiert hat. Es ist auch kühn, so einen moralischen Druck auszuüben. |
||||||||||||||||
|
Indien schafft 40% regenerative Stromerzeugung bis 2030 |
sagt aber: wenn UK bis 2050 neutral ist, sind wir es bis 2070. |
||||||||||||||||
|
ipcc: special report on r e sources and climate change mitigation |
SSREN 135 Seiten, 2011, interessant: 2,7 Mrd.Menschen kochen mit Holz, 0,5 Mrd. mit Kohle. |
||||||||||||||||
|
|
|
||||||||||||||||
|
27.7.19 |
|
||||||||||||||||
|
Mieter-Solarstrom, steckbare Solargeräte |
Bayerischer Rundfunk berichtet, das sei jetzt erlaubt. |
||||||||||||||||
|
muss man anzeigen |
https://www.solarmodul-steckdose.de/#voraussetzungen-pv-modul-fuer-steckdose
DIN VDE 0100-551: Auswahl und Errichtung elektrischer
Betriebsmittel – Andere Betriebsmittel – Abschnitt 551:
Niederspannungsstromerzeugungseinrichtungen |
||||||||||||||||
|
Ertrag einer Photovoltaikanlage |
Beispiel für Hannover: 950 kWh/kWhp . Kosten um die 500 €. Anlagen generell ohne Akku. |
||||||||||||||||
|
Rückwärtslaufverbot des Zählers |
Trifft nur auf analoge Zähler zu. (verbraucherzentrale) |
||||||||||||||||
|
Vermieter muss zustimmen |
kann ablehnen wg. Schönheit oder Dübellöchern. |
||||||||||||||||
|
Bagatellgrenzen |
(DGS-PV-Plug) Niederlande, Luxemburg, Österreich, Schweiz, Portugal haben Bagatellgrenzen um die 600 W für die Einleitung von Strom ins Netz. In D. müssen Anlagen < 1 kW kein intelligentes Messsystem bekommen. (Quelle) |
||||||||||||||||
|
ggf. Sicherungen anpassen |
|||||||||||||||||
|
marktübersicht DGSPV |
unterschieden nach DSG-Standardkonformität. Kosten um 1,5 €/W |
||||||||||||||||
|
unser Ertrag in Berlin, Beispiel für 280-W-Modul |
optimaler Ertrag in Berlin gemäß hier 930 kWh/kWp/a → 260 kWh/a. → ca. 70 €/a geringere Stromrechnung. 7 Jahre Amortisationszeit. |
||||||||||||||||
|
mittlerer Rheinwasserstand sinkt |
von 2,40 m in 1985 auf 1,90 m in 2018. Das ist ca. 1/5. (Quelle) |
||||||||||||||||
|
28.7.19 |
|
||||||||||||||||
|
Monsun in Indien verspätet und schwächer |
aljazeera: Die Hälfte der Inder sieht Wasserkürzungen. In Maharashtra werden 15000 Dörfer mit Wasser-LKWs versorgt. Erhöhte Landflucht dort – kein Wasser, keine Arbeit. |
||||||||||||||||
|
Waldbrände und Hitze in der Arktis |
dd / Guardian: größte Feuer in Sibirien. 400 in Alaska, teils sehr großflächige Brände (1000 km²). Emission Juni 19: 50 MtCO2. |
||||||||||||||||
|
Zweiseitig lichtabsorbierende PV-Module (bifacial) |
pi-berlin: je nach Reihenabstand sind 20 – 30 % höhere Ausbeuten möglich. Auch bei normalen Modulen nimmt man nun wegen der Stabilität Doppelglas anstatt Träger/Glas. |
||||||||||||||||
|
Architekten wollen keine Glasfassaden mehr |
Guardian: in Wolkenkratzern, da Klimaanlagen zu viel Energie ziehen. |
||||||||||||||||
|
45 % der Australischen Küste von Extremereignissen betroffen |
Guardian: Nicht nur das Great Barrier Reef, auch Kelpwälder, Mangrovenküsten, Seegras. Die können sich wieder erholen, aber es kann bis zu 15 Jahre dauern. |
||||||||||||||||
|
Kanadischer Pensionsfond steckt Kapital in Fracking |
desmogblog : Die Shale-Gas-Firmen haben seit 2011 287 Mrd $ an Kreditschulden angehäuft und brauchen neue Kreditgeber, da die Alten langsam Profite sehen wollen. Chesapeake Energys Aktie steht bei 1,5 $. Um ihre Schulden zu bezahlen, verkauften sie Flächen an Encino. Die sagen, dass sie dort stabilen Profit machen können. Der kanadische Pensionsfonds CCPIB will in Encino investieren. |
||||||||||||||||
|
Hungersnot durch mehrere Jahre Trockenheit in Guatemala |
Es gibt einen Mittelamerikanischen Trockenkorridor durch Honduras, El-Salvador und Nicaragua. Normalerweise Regenzeiten April - Juni und September - Oktober. Seit 10 Jahren Trockenheit, davor 10 Jahre zu viel Regen. 840000 Leute haben zu wenig zu essen. 2 Mio. Menschen im Trockenkorridor werden Nahrungsmittelhilfe brauchen. Extremer Großgrundbesitz und soziale Ungleichheit. Seit 2014 80 % der Kaffeproduktion durch Pilz vernichtet. Dazu niedrige Kaffepreise. 47 % der Kinder chronisch unterernährt.( Guardian) |
||||||||||||||||
|
31.7.19 |
|||||||||||||||||
|
3,2 Mio ha brennen in Sibirien |
AFP: 12 Mio. ha, das sind 120000km², sind dieses Jahr verbrannt. Die Russen löschen nur, wenn der ökonomische Schaden größer zu werden droht als der Löschaufwand, was bei den Bränden in entlegenen Gegenden ziemlich viel ist. |
||||||||||||||||
|
Auflösungserscheinungen der arktischen Meereisdecke |
(Nick Humphrey) Traditionell ist die Eisdecke unmittelbar nördlich des Kanadischen Archipels und Grönlands 3 - 6 m dick und fest mit der Küste verbunden. Nun beträgt die Dicke auf weiten Flächen nur noch 1 - 2 m. Außerdem zeigt sich zum ersten Mal in der Beobachtungszeit eine Ablösung der Eisdecke von der Küste. |
||||||||||||||||
|
1.8.19 |
|||||||||||||||||
|
Deutschland exportiert keinen Braunkohlestrom mehr |
(ntv) Deutscher Braunkohlestrom hatte Niederländischen Gasstrom verdrängt. Mit dem Anziehen des Zertifikatepreises ist jener nun so teuer geworden, dass er das nicht mehr kann. |
||||||||||||||||
|
climateworks: CO2-Extraktion aus der Luft noch zu teuer |
(klimaretter.info) CO2 wird adsorbiert und dann durch Erwärmung auf 100 °C wieder freigesetzt und abgepumpt. Pro Tonne CO2 benötigt man um die 2000 kWh Wärmeenergie und 2 - 300 kWh elektrische Energie. Zusammen mit den Anlagekosten liegen wir bei mehreren hundert €/t Extraktionskosten - nicht gerechnet CCS-Kosten. Ziel ist, unter hundert zu kommen. |
||||||||||||||||
| Offshore-Wind integriert zunehmend Wasserstoff | (renewablesnow.com) Offshore-Wind in Asien legt stark zu, in den US verhaltener. Die Anlagen werden zunehmend unabhängig von Subventionen. Die Betriebskosten kommen nun nach den Kapitalkosten in den Fokus der Anstrengungen. Man plant mehr und mehr, Wasserstoff zu erzeugen. | ||||||||||||||||
| 2.8.19 | |||||||||||||||||
| Polnischer Grundwasserspiegel sinkt | (climatechangenews)Polen war nie sehr wasserreich, weil es weniger Regen abbekommt als Westeuropa, aber dieselbe Verdunstungsrate hat. Es hat auch sehr wenige Wasserreservoirs, nur 6,5 % werden gespeichert, i.G. zu Spanien, das fast die Hälfte speichert. Die Winter sind wärmer und haben weniger Schnee. Große Bereiche versteppen langsam. Es sollen nun mehr Reservoire und Tanks gebaut werden. | ||||||||||||||||
| Äthiopien kündigt an, Millarden von Bäumen zu pflanzen | (climatechangenews)Vor 40 Jahren gabe es 40 % Wald, jetzt 15 %. Überweidung ist ein Problem: werden die Bäume die Ziegen überleben? Äthiopien ist eines von 5 Ländern mit ausreichend ambitionierten Vorhaben zu Paris haben. | ||||||||||||||||
| Sprit aus Algen: wir müssen noch warten | (power-technology.com) 2005 - 2010 gab es Boom von Versprechen und Investitionen. Probleme: Extraktion braucht zu viel Energie zur Trocknung, in offenen Anlagen kann man die Wachstumsbedingungen nicht gut einhalten, riesiger Düngemittelbedarf. | ||||||||||||||||
| Marseiller Flughafenerweiterung wegen Klimaschutz gestoppt | (climatechangenews) Der Bau eines neuen Terminals und anderer Bauten ist gerichtlich gestoppt worden, weil er nicht mit dem Pariser Klimaziel vereinbar ist. | ||||||||||||||||
| 7.8.19 | |||||||||||||||||
| UKs Solarcentury macht hohe Profite mit Solarfarmen | 14 Mio. Pfund . 500000 davon gehen in 125000 kleine Inselanlagen in Afrika. | ||||||||||||||||
| Waldschäden in Deutschland | (guardian) In D. nimmt der Wald 62 Mio. t CO2 pro Jahr auf, bis jetzt. Es gab letzten Sommer 200 mm weniger Niederschlag. 11,4 Mio. ha Wald haben wir. = 114.000 km², davon die Hälfte privat. Die Privaten neigen zu Douglastanne und Nördlicher Roteiche, der BUND sagt: besser keine invasiven Arten. Gefährdet: Fichte, Buche, Esche, Spitzahorn und Bergahorn. Man braucht Arten, die sowohl trockene Sommer als auch harte Winter aushalten. | ||||||||||||||||
| Entwicklung des Wassermangels weltweit | (nyt) Water Stress = ein Gebiet nutzt fast das ganze Wasser, das es durch Niederschlag oder Flüsse erhält. Wenn der Zufluss einmal weniger wird, entsteht sofort Trockenheit. Niederschläge werden unregelmäßiger. Verdunstung steigt. Nordindien und Pakistan entleeren langsam ihre Aquifere. (So wie der mittlere Westen der USA). Südliche Großstädte werden zunehmend Wassermangel erleben (2030: 470 Mio. Menschen). In Indien Beispiele von Speicherseen, die unbenutzbar gemacht wurden. | ||||||||||||||||
| 12.8.19 | |||||||||||||||||
| Einbeziehung von Verkehr, Wärme und Landwirtschaft ins ETS | (Bundestag) Der Bundestag hat die Möglichkeit und die Varianten für die besagte Einbeziehung analysiert. Sie ist im ETS-Vertrag ausdrücklich vorgesehen. In vielen anderen Zertifikatesystemen auf der Welt wird sie praktiziert. Es bietet sich hier ein "upstream"-System an, bei dem der Verkäufer des Energieträgers die Zertifikate kaufen muss. Verschiedene Schwierigkeiten bei der Einbeziehung der Landwirtschaft werden abgehandelt. | ||||||||||||||||
| Deutschland bleibt Stromexporteur | (Agora-Energiewende) Agora-Energiewende hat den
Einfluss des Kohleausstiegs auf den Strompreis berechnet und ist auf
eine Erhöhung von 0,4 c/kWh gekommen. Randbedingung ist dabei ein
Anstieg des Anteils der Erneuerbaren auf 65 % der Stromproduktion. Nach einem vorübergehenden Absinken der jährlichen Stromexporte würden diese dann wieder kräftig ansteigen und dabei sogar fossilen Strom in den Nachbarländern verdrängen. |
||||||||||||||||
| 13.8.19 | |||||||||||||||||
| neues Isolationsmaterial für Sonnenkollektoren | (MIT) Ein Aerogel aus Siliziumdioxid (Silica) erlaubt eine Transparenz von 0,95. Ein damit gebauter Flach-Sonnenkollektor hatte eine Stillstands-Temperaturdifferenz von 220 °C. Erfordert einen speziellen Trocknungsprozess, der Massenfertigung noch problematisch macht. | ||||||||||||||||
| mittlerer Preis Sonnenkollektor | (solaranlagen-portal) Flachkollektor: um die 300 €/m², (Damit entstehen bei 10 Jahren Laufzeit und 2% Zinsen Annuitätskosten von ca. 30 €, die auf einen Ertrag von 400 kWh/a aufgeteilt werden, was einen rein kollektorbezogenen Energiepreis von 0,08 €/kWh ergibt. Der wahre Preis ist erheblich höher wegen der Installationen.) | ||||||||||||||||
| solare Fernwärme | (solar-district-heating.eu)
Im großen Maßstab erzielt man mit solarer Fernwärme Preise von 30 -
50 €/MWh, das sind 3 - 5 c/kWh. Das ist auf Erdgasniveau. Es sind
bisher 300 Anlagen seit teils über 20 Jahren in Betrieb. ( aee.at) Im sonnenreichen Dänemark gibt es an die hundert solare Fernwärmeinstallationen, teilweise mit saisonalen Wärmespeichern, ohne staatliche Förderung. Die Anlagengröße ist um die 40000 m² und die Energiekosten (ohne Speicher) um die 2 c/kWh. (Mit Speicher um die 5 c/kWh). Gründe sind das niedrige und garantierte Zinsniveau, das Genossenschaftsmodell, Steuern auf fossile Energieträger. Der Deckungsanteil ohne Großwärmespeicher liegt bei 20 %, mit Speicher bei 45 %. Die Speichergröße ist etwa die Kollektorfläche x 3m. Sie werden meist zusammen mit Wärmepumpen verwendet, um auch bei niedriger Speichertemperatur noch Wärme gewinnen zu können. (Im Altbau brauche ich ca. 4000 kWh/a Wärme. Man braucht also ca. 10 m² pro Person, die nicht in gut isolierten Verhältnissen lebt. Anderenfalls 5 - 3 m². Für Deutschland bräuchten wir also 240 km², das sind 0,07 %. Zum Vergleich: Siedlungs- und Verkehrsfläche: 13 %.) |
||||||||||||||||
| Wasserlage in Indien | (MIT) Indien bekommt rechnerisch genug Wasser durch den Monsun und die großen Flüsse. Die Klimasimulationen sagen eine Zunahme der Niederschläge voraus. Aber das Wasser wird nicht gespeichert, es fließt zum großen Teil einfach ins Meer. Dafür wird das Grundwasser stark angezapft, so dass sein Spiegel immer weiter sinkt. In den Städten ist die Wasserinfrastruktur marode, was hohe Verluste verursacht. Dazu kommt ein eklatanter Mangel an Abwasseraufbereitung. Ein großer Anteil des Trinkwassers ist mit Schadstoffen belastet. Im kleinen Maßstab gibt es Initiativen zum Zisternenbau, im Großen zum Bau eines gigantischen Kanalnetzes. | ||||||||||||||||
| 21.8.19 | |||||||||||||||||
| Vegetation wird durch Erwärmung beeinträchtigt | (ScienceAdvances,
DesdemonaDespair) Die steigende
CO2-Konzentration fördert das Pflanzenwachstum, da die Verfügbarkeit
von CO2 geschwindigkeitsbestimmend ist. Leider gibt es auch einen
gegenläufigen Effekt: durch die höhere Temperatur sinkt die relative
Luftfeuchtigkeit; die Pflanzen schließen die Stomata, um
Austrocknung zu vermeiden, und die Photosynthese wird vermindert.
Der zweite Effekt scheint stärker zu sein als der Erste. Interessanterweise sinkt 1998 die Verdunstungsrate an der Ozeanoberfläche. Die Luft ist signifikant trockener geworden. Satellitenmessungen zeigen eine Abnahme der Vegetation, die zur Abnahme der relativen Luftfeuchtigkeit passt. |
||||||||||||||||
| 27.8.19 |
|||||||||||||||||
| Power to X ist nicht die Rettung, Investition in Einsparung ist billiger | (klimareporter) Viele sehen regenerativ
erzeugte Kohlenwasserstoffe als Weg, unsere Mobilität 1-zu-1
beibehalten zu können. Ein Expertenpapier macht die Aussagen: Die
Wirkungsgrade von P2X sind sehr niedrig, weshalb sehr viel
regerativer Strom erzeugt werden müsse. Die dann nötigen Flächen
sind in Mitteleuropa nicht vorhanden. Überschussstrom wird rar
werden. P2X-Treibstoffe dürften ca. 5 mal teurer in der Herstellung
bleiben als Fossile. In einer Null-Kohlenstoff-Wirtschaft wird kein
billiger Kohlenstoff für P2X mehr da sein. Was bleibt ist Direct Air
Capture. Dies benötigt jedoch noch mehr regenerativen Strom.
Investitionen in Energieeffizienz sparen bis 2030 > 7 Mrd. €, P2X
kostet 1,5 Mrd. mehr. Das ganze P2X macht nur Sinn bei halbiertem Energieverbrauch. |
||||||||||||||||
| Direct Air Capture |
DAC braucht ungefähr 0,7 GJ/t_CO2. (Wikipedia) Eigene Berechnungen kommen aber auf einen wesentlich höheren Schätzwert von 7 GJ/t_CO2, wenn die Prozesswärme solar gewonnen wird. | ||||||||||||||||
| 30.8.19 | |||||||||||||||||
| Methangewinnung über Bakterien | (erneuerbareenergien.de) Das Unternehmen Electrochaea (sprich "Elektrochäa") hat eine auf Mikroorganismen basierende Technologie entwickelt, um aus elektrolytisch gewonnenem Wasserstoff und CO2 Methan zu gewinnen. Das Methan trägt dabei 50 - 60 % der Energie, die am Anfang in die Elektrolyse hineingesteckt wurde. Das notwendige CO2 kann aus Klär- oder Biogasanlagen, Zementwerken oder Mülldeponien stammen. Sollten diese Quellen einmal aufgebraucht sein, bleibt noch direct air capture - was allerdings den Wirkungsgrad senken und die Anlageninvestitionen steigern würde. | ||||||||||||||||
| 3.9.19 | |||||||||||||||||
| Kohlenstoffaufnahmerate der Landflächen wird abnehmen | (phys.org) Die zunehmende Variabilität und Trockenheit wird - nach Berechnungen von Forschern der Columbia-Universität - die Aufnahmerate von CO2 auf Landflächen, die im Moment noch zunimmt, um die Jahrhundertmitte abnehmen lassen. | ||||||||||||||||
| 24.9.19 | |||||||||||||||||
| Ferroelektrische Perovskite | (sonnenseite) Der erwartete Vorteil von aus
Lösungen druckbaren Solarzellen ist der geringe Preis und
Energieaufwand zu ihrer Herstellung. Der Name Perovskit stammt von dem Mineral gleichen Namens: CaTiO3, aber auch andere Verbindungen mit der gleichen Kristallstruktur werden so genannt, z.B. BaTiO3, CaSiO3, MgSiO3. Das Letztere ist extrem häufig, wenn auch verborgen im Erdmantel, einige 100 km tief. Metall-Halogenid-Perovskite können als Halbleiter fungieren und damit p-n-Übergänge ausbilden, die für Solarzellen genutzt werden können. Deren Wirkungsgrad ist inzwischen im Labor auf 25 % hochgetrieben worden. Sie degradieren jedoch schnell. Forscher des Karlsruher Instituts für Technologie haben festgestellt, dass ein häufig für Photovoltaik verwendetes Perovskit ferroelektrisch ist, d.h. nach Anlegen eines elektrischen Feldes eine elektrische Polarisation behält. Es bildet wie Ferromagnetika kleine Domänen mit intern gleicher Polarisation. Diese enthalten einen Stapel von Ebenen, die wechselnd polarisiert sind. Diese interne Polarisierung trennt positive und negative Ladunsträger und vermindert so die Rekombinationsrate, was dann zu dem hohen Wirkungsgrad beiträgt. Auf absehbare Zeit wird es wegen des Degradationsproblems jedoch keine Perovskitsolarzellen in großem Maßstab geben. Man ist auf der Suche nach stabilen Perovskiten. |
||||||||||||||||
| Zwei-Atomlagen dünner Platinkatalysator für Brennstoffzellen | (Sonnenseite) Der Preis des Platins ist eines
der Hindernisse auf dem Weg zu billigeren Brennstoffzellen und
Elektrolyseuren. Forschern des Georgia Institute of Technology
gelang es, eine zweiatomige Platinschicht auf eine Graphenunterlage
aufzubringen. Graphen ist eine einatomige Schicht aus Kohlenstoff,
bei der die Atome an den Eckpunkten eines Sechseckmusters sitzen. Auf diese Weise wird eine extrem effiziente Verwendung des Platins erreicht, die noch dazu stabiler gegen Ablösung von Platinatomen ist, als reines Platin. Technische Verwendung wird sicher erst in einigen Jahren möglich sein. |
||||||||||||||||
| 28.9.19 | |||||||||||||||||
| Solarwärme im Berliner Wärmenetz | (Energynet, Vattenfall) Ich habe kürzlich per Petition im
Berliner Abgeordnetenhaus angeregt, das Gelände des Flughafens Tegel
für eine Solarwärmeanlage mit saisonalem Speicher in der Größe
mehrerer Quadratkilometer zu verwenden. Dies ist die einzige
realistische Möglichkeit, jemals Nullemissionen in Berlin zu
erreichen. Es gibt bereits einen - allerdings tausendfach zu kleinen - Ansatz hierfür: Vattenfall hat im Mai 2018 ein 1000 m² - Feld ins Fernwärmenetz eingebunden, in Köpenick, und soweit ich sehe ohne Speicherung. Immerhin ein Anfang. |
||||||||||||||||
| Betriebs- und Kapitalkosten von Windkraftanlagen | (Deutsche Windguard) Die Betriebskosten liegen in der Größenordnung von 60 €/kW p.a. Bei einer Volllastzeit von 2500 h/Jahr, wie er für norddeutsche Onshore-Anlagen gilt (statista), sind das 2,4 ct/kWh. Bei Anlagen im Binnenland (1800 h/a)sind es 3,3 ct/kWh, bei küstennahen Anlagen (3200 h/a) 0,19 ct/kWh. Die Stromgestehungskosten inklusive der Kapitalkosten liegen je nach Standort zwischen 5 und 10 ct/kWh, mit dem Maximum in der Gegend von 8 ct/kWh.Der Preis an der Strombörse liegt zwischen 3 und 5 ct/kWh, je nach Umständen, mit Ausreißern nach unten und oben (energy-charts.de). D.h. dass ein großer Teil der Altanlagen über den Verkauf an der Strombörse profitabel bleibt, wenn die Betriebskosten der einzige nennenswerte Kostenfaktor sind und sie nicht wegen der Alterung stark ansteigen, ein Teil der Anlagen jedoch nicht. | ||||||||||||||||
| 10.10.19 | |||||||||||||||||
| Vakuumisolierungen | Es handelt sich um leichte Panels aus verpresstem besonderem Pulver in einer Hülle aus besonders gasdichter Folie, deren Innenraum evakuiert ist. Ihre Wärmeleitfähigkeit ist bei Herstellung nur 0,004 W/mK; sie steigt dann durch Hineindiffundieren von Luft im Lauf von 50 Jahren auf ca. das Doppelte an (va-q-tec.com). Wenn das Panel auf Normaldruck belüftet ist, hat es 0,2 W/mK Wärmeleitfähigkeit. Herkömmliche Materialien haben 0,4 W/mK. Die Druckaufnahme erfolgt durch Polymerschäume, Glasfasern Aerogele oder Kieselsäurekristalle. Kieselsäure (Si(OH)4) hat besondern kleine Poren von 5 - 50 nm Größe ( vaku-isotherm.de). Der Anfangs-Innendruck liegt zwischen 0,1 und 20 mbar (Hausjournal). Für die Dichtigkeit ist die Verwendung von Alumium oder Edelstahl als Hüllenmaterial notwendig. Der Preis ist hoch: mindestens 225 €/m². Ob sich das mit Massenfertigung ändert, bleibt noch zu sehen. | ||||||||||||||||
| Klimaschutzpaket PV-Ziel 2030 | (pv-magazine) 98 GW installierte Leistung. Das bedeutet ungefähr eine Verdopplung der momentan installierten PV-Leistung. | ||||||||||||||||
| Wasserstoffwirtschaft | (bizz-energy.com) Regenerativ erzeugter
Wasserstoff kostet je kWh das Zehnfache von Erdgas. 2018 wurden 5,4
Mrd kWh regenerativer Strom abgeregelt. (Gesamte regenerativ
erzeugte elektrische Energie: 225 Mrd. kWh, ca. 110 durch Wind Quelle) Dieser hätte sich mit 50 %
Wirkungsgrad in Wasserstoff umwandeln lassen können. Die
Umwandlungskapazitäten dafür liegen momentan bei 2 % davon.Bei
kompletter Ersetzung bräuchte man 1100 TWh = 1100 Mrd. kWh = 4000 PJ
Wasserstoff. Ein klimaneutrales Deutschland müsste insgesamt nur 2/3 der momentanen 2600 TWh/a (UBA) Endenergie verbrauchen, nämlich nur an die 1600 TWh/a. Davon vielleicht die Hälfte als Wasserstoff, was zu einem regenerativen Primärenergiebedarf von 2400 TWh/a oder einer mittleren primären Leistung von 270 GW führt (bei 8760 h/yr). Bei 50:50 Mix solar:Wind und Erntefaktoren von 0,12 und 0,35 wäre dafür eine installierte Solarleistung von 1100 GWp bzw. Windleistung von 390 GWp nötig. Installiert war Ende 2018: PV: 46 GW(pv-magazine.de), Wind: 53 GW (BWE). Es wird davon ausgegangen, dass wir das nie schaffen werden, selbst zu produzieren und etwa die Hälfte davon importieren müssen. |
||||||||||||||||
| 21.10.19 | |||||||||||||||||
| Potential beim privaten Elektrizitätsverbrauch | Private verbrauchte elektrische Leistung pro Kopf: Da kann sehr
viel gespart werden! (electric power per capita)
|
||||||||||||||||
| 22.10.19 | |||||||||||||||||
| Pro-Kopf Emissionsbudget und business-as-usual-Zeit | (Spiegel,Rahmstorf) Die Menschheit hat 580 Mrd.
t für eine Wahrscheinlichkeit von 0,5 für das Erreichen des 1,5
°C-Ziels (IPCC,klima-retten.info). Bei 8 Mrd. Menschen
macht das pro Mensch 72 t, wenn alle gleiche viel emittieren dürfen.
Die Zeit, in der das bei b.a.u. verbraucht ist: Deutschland (ca. 11 t/cap/yr) 7 Jahre. Indien (1,7 t/cap/yr) 42 Jahre. |
||||||||||||||||
| 30.10.19 | |||||||||||||||||
| Deutschland senkt Emissionen in 2018 und 2019 | (cleanenergywire.org) Deutschland hat seine
Treibhausgasemissionen 2018 um 41 Gt (4,5%) und 2019 geschätzt um
weitere 41 Gt (4,7%) und unterschreitet damit die 825 Gt - Marke.
Das Ziel von 751 Gt in 2020 ist damit allerdings trotzdem nicht
erreichbar. Wenn die Absenkung weiter so schnell geht, wären wir
immerhin 2021 soweit. Eine Ursache ist der um 2,2% auf 12810 PJ fallende Primärenergiebedarf. Die Energieeffizienz hat sich verbessert. Bei 82,8 Mio. Einwohnern liegt die jährliche pro-Kopf-Emission bei 9,98 t pro Kopf und Jahr. |
||||||||||||||||
| 4.11.19 | |||||||||||||||||
| Stromverbrauch steigt auf 1,8-faches bei 95% Szenario | (Forschungszentrum
Jülich) Es wird eine starke Effizienzsteigerung angenommen: der Energieverbrauch von Industrie, Verkehr und Gebäuden sinkt auf etwa die Hälfte. Die Energie wird nicht mehr fossil, sondern regenerativ als Strom bereitgestellt, wodurch der Stromverbrauch steigt (> 1000 TWh). Insbesondere wird in der Stahlindustrie Kohle durch regenerativen Wasserstoff ersetzt. Wie heute wird ein gewisser Teil der Energie importiert werden. Die installierte Photovoltaik-Leistung erhöht sich von ca. 50 GW auf ca. 170 GW. Die installierte Windkonverterleistung erhöht sich von ca. 50 auf ca. 260 GW. Die Studie nimmt hier an, dass der Löwenanteil Onshore-Anlagen sind, weil Offshore teurer käme. Die gesamte installierte Leistung liegt bei 470 GW (inc. Wasserkraft, Bioenergie, Wasserstoff). Kurz- und mittelfristige Speicherung soll per Druckluft erfolgen, langfristige per Wasserstoff und Methan. Die Wärmeisolierung kann nicht vollständig sein. Die Restwärmeversorgung soll über Elektrowärmepumpen erfolgen. Mehr Nahwärme, weniger Fernwärme. Rate der Gebäude-Wärmeisolierung soll 2 % pro Jahr sein oder mehr. Es werden sowohl Batterien als auch Brennstoffzellen im Verkehr eingesetzt. Die für Energiepflanzen genutzte Ackerfläche soll verdoppelt werden. Es ist ein jährlicher Neubau von gut 6,6 GW (Wind) bzw. 3,9 GW (Photovoltaik) notwendig. Die Umbaukosten werden auf 128 Mrd € pro Jahr kosten, das sind 2,8 % des Bruttoinlandsprodukts. |
||||||||||||||||
| 5.11.19 | |||||||||||||||||
| Bewertung des Klimapakets durch MCC | (MCC) Das Mercator Research Institute hat eine
Bewertung des Klimapakets zusammen mit Vorschlägen für weitere
Schritte abgegeben. Die Hauptpunkte sind:
|
||||||||||||||||
| 9.11.19 | |||||||||||||||||
| Gibt es Beschleunigung der Erwärmung? | (tamino) Es gibt mindestens 5 Datenreihen für
die global gemittelte Lufttemperatur in Bodennähe: NASA GISS, NOAA, HadCRUT4, Cowtan&Way, Berkeley. Für diese werden thermometrische
Temperaturdaten aufbereitet, interpoliert und gemittelt. Dann gibt
es noch zwei Datenreihen für die Temperatur in der unteren
Troposphäre: RSS,
UHA,
für die Mikrowellen - Satellitenmessungen herangezogen werden. Diese
zeigen seit 1980, d.h. seit 40 Jahren, einen linearen Anstieg der
Temperatur in Bodennähe. Dann gibt es noch die Datenreihe aus dem europäischen ERA-5-Projekt. Und in deren Mitteltemperatur zeigt sich eine kleine, aber signifikante Beschleunigung des Temperaturanstiegs. ERA-5 macht Reanalyse; das ist eine nachträgliche Simulation des Gesamtsystems, bei der nicht nur Oberflächentemperaturdaten, sondern die gesamte Atmospäre inclusive Luftfeuchtigkeit und Bewölkung sowie Oberflächenparameter abgedeckt werden. Eine möglichst große Menge an gemessenen Daten dient als Input, die Werte dazwischen werden über die Simulation ausgefüllt. |
||||||||||||||||
| 24.11.19 | |||||||||||||||||
| Solarer Flugtreibstoff | (dlr.de) SUN-to-LIQUID-Projekt: Erste
Demonstration der Herstellung von solarem Flugtreibstoff. In einem
solaren Turm werden 1500 °C erreicht. Damit wird über einen
thermochemischen Redoxzyklus Synthesegas produziert. Eine
gas-to-liquid-Anlage macht daraus Kerosin. ( kit.de) P2X-Projekt: Mit dem Climeworks-Prozess wird CO2 aus der Luft konzentriert, dann zusammen mit Wasser elektrolytisch in Synthesegas verwandelt. Dieses wird per Fischer-Tropsch-Synthese in Kohlenwasserstoffketten verwandelt, die dann per Hydrocracking zu Kerosin, Benzin und Diesel gekürzt werden. In Technikumgröße wird 60% Umwandlungswirkungsgrad erwartet. Die Kosten werden im Bereich 1 - 1,5 €/l erwartet. Das entspricht 30 - 45 € für je 1000 km Flug. |
||||||||||||||||
| 11.12.19 | |||||||||||||||||
| Stahl-Hochtemperaturspeicher | (pv-magazine.de) Eine Batterie großer
Stahlplatten wird auf 650 °C elektrisch aufgeheizt. Die Wärme kann
dann entweder für Heizzwecke verwendet werden oder Rückverstromt. In
Berlin wurde Pilotanlage des Startups Lumenion mit 2,4 MWh Kapazität
installiert. Kosten liegen zwischen 50 und 70 €/kWh. Projekte bis in
den GWh-Bereich sind in der Pipeline. Die Kapitalkosten wären dann in der Größenordnung von 4 €/Jahr. Bei 100 Ladezyklen wären das 4 c/kWhth Speicherkosten. |
||||||||||||||||
| Lithium- und Kobaltreserven | ( zeit.de ) US Geological Survey (USGS) sagt:
|
||||||||||||||||
| 12.12.19 | |||||||||||||||||
| China baut die billigsten Elektrolyseure | (agora) Die Luftfahrt, die Chemie- und die
Stahlindustrie werden solaren Wasserstoff brauchen, und zwar viel
davon. Dafür braucht man Sonne, Solarkraftwerke und -
Elektrolyseure. Diese kosten heute außerhalb Chinas zwischen 900 und
4000 € /kWel, werden jedoch in China für 200 €/kWhel
hergestellt. Bei 5% Kapitalkosten und 4000 h Laufzeit pro Jahr (sehr
optimistisch angenommen) ergeben sich mit nicht-chinesischen
Elektrolyseuren kWh-Kosten für die Elektrolyse von 1 - 5 c/kWh. Das
ist etwa ebenso viel wie die Gestehungskosten des solaren Stroms. Agora fordert die Unterstützung europäischer Elektrolyseurbauer, um kostenmäßig hier bis 2030 aufholen zu können. |
||||||||||||||||
| 6.1.2020 | |||||||||||||||||
| Pumpspeicher unter Wasser | (faz) Man will nun in der 450 m tiefen Tagebaugrube "Hambacher Loch" elektrische Energie nach dem Pumpspeicherprinzip bauen. Große Beton-Hohlkörper in der Tiefe werden leergepumpt und über die Turbine wieder volllaufen gelassen. Je nach Ausbaustufe kann man 0,5 bis 4 TWh dort speichern. Zum Vergleich: Bei vollständig regenerativer Stromgewinnung bräuchten wir um die 30 TWh Speicherkapazität in Deutschland. | ||||||||||||||||
| 10.1.2020 | |||||||||||||||||
| Wettersysteme um Australien | (bureau
of meteorology, scientific american) Niederschläge in
Temperaturen in Australien werden von drei Wettersystemen
beeinflusst: Der El-Niño-Southern-Oscillation (ENSO), dem Southern
Annular Mode (SAM) und dem Indian Ocean Dipole (IOD). Der Einfluss der ENSO ist klein. Der SAM beschreibt, wie weit nördlich oder südlich die ringförmige Starkwindzone zwischen Australien und der Antarktis liegt. Im Süden Australiens haben die Winterniederschläge abgenommen, was auch daran liegt, dass der südliche Starkwind-Ring durch die Klimaerwärmung weiter Richtung Pol gewandert ist - mitsamt den Tiefdruckgebieten, die er mitbringt. Es gab nun drei sehr regenarme Winter, so dass selbst vormaliger Regenwald ausgetrocknet ist. Der IOD wiederum beschreibt die Temperaturverteilung des Oberflächenwassers auf der Linie zwischen Ostafrika und Nordaustralien. Wenn der Westwind schwach ist oder gar Ostwind vorherrscht, steigt kühles Wasser vor Australiens Küste hoch und es gibt eine eher absinkende Luftbewegung (Hochdruckgebiet) ohne Wolkenbildung - Niederschläge werden seltener. Die Klimaerwärmung fördert die Häufigkeit und Stärke dieses positiven IOD. Demnach ist eine Trockenheit wie die Jetzige in Zukunft wahrscheinlicher als in der Vergangenheit. |
||||||||||||||||
| 23.1.2020 | |||||||||||||||||
| Strombedarf für Umstellung der Stahlindustrie auf Wasserstoff | (klimareporter) Thyssen-Krupp hat in Duisburg einen Test-Hochofen, in dem Wasserstoff zur Reduktion von Eisenoxid zu Eisen verwendet wird. Der Wasserstoff dafür kommt jedoch noch aus Erdgas. Würde die gesamte Deutsche Stahlproduktion auf solaren Wasserstoff umgestellt, würden130 Mrd. kWh/Jahr zusätzliche elektrische Energie benötigt. (Das ist eine mittlere Leistung von 15 GW, für die man etwa 35 GW installierte Windleistung oder 120 GW Photovoltaik benötigen würde. Zum Vergleich: die mittlere Gesamt-Endenergieleistung in D. ist ca. 300 GW, ). | ||||||||||||||||
| mittlere Windstromleistung 2019 | (windbranche.de) 2019 war der Gesamtertrag 124 Mrd. kWh. Das entspricht einer mittleren Leistung von 14 GW. | ||||||||||||||||
| mittlere Solarstromleistung 2019 | (solarbranche.de) 2019 war der Gesamtertrag 42 Mrd. kWh. Das entspricht einer mittleren Leistung von 4,8 GW. | ||||||||||||||||
| empirischer Ertragsfaktor Photovoltaik in Deutschland |
(energie-experten.org) Je nach Standort zwischen 900 und 1000 kWh/a/kWpeak. Das ist ein mittlerer Leistungsfaktor von 0,1 - 0,12. | ||||||||||||||||
| 28.1.2020 | |||||||||||||||||
| Oxford PV peilt Tandem-Solarpanels mit 35% Wirkungsgrad an | (heise.de) Die englische Firma Oxford PV baut in der Stadt Brandenburg an der Havel eine Fertigung für Perowskit-Silizium-Tandem-Solarzellen auf, die momentan 28% Wirkungsgrad haben - das sind mehr als 23% der besten Si-Zellen. Für erreichbar hält die Firma 35%. Dies ist wichtig, weil die Anlagenkosten heute schon einen hohen Anteil an Peripheriekosten haben: Aufstellung, Befestigung, Elektronik. Dies gilt umso mehr für Photovoltaik auf Hausdächern, wo die Kostenanteile für Planung, Organisation und Montage besonders hoch sind und deshalb aus jedem Quadratmeter möglichst viel herausgeholt werden muss. | ||||||||||||||||
| 7.3.2020 |
|||||||||||||||||
| Anzahl ETS-Zertifikate |
(ec.europa.eu) Die Zahl der ETS-Zertifikate
sep19 - aug20 ist 1,65 Mrd. |
||||||||||||||||
| 19.3.2020 | |||||||||||||||||
| Metallfreier Katalysator für Methanproduktion | (PNAS) Um aus CO2 und Wasserstoff (der dann
regenerativ gewonnen sein müsste) Methan (CH4) zu synthetisieren,
benötigt man einen Katalysator. Dieser ist bisher praktisch immer
ein oft teures Metall. Indische Wissenschaftle haben nun
festgestellt, dass Siliziumdioxid ("Silica") ebenfalls katalytische
Wirkung entfalten kann, wenn man darin Defekte erzeugt. Der Defektkatalysator sei effektiv, selektiv und realtiv dauerhaft und würde sich nach jeder Regeneration verbessern.i |
||||||||||||||||
| 21.3.20 | |||||||||||||||||
| Perowskit wird stabiler | (sonnenseite.de) Ein Problem mit Perowskit war bisher die mangelnde Langzeitstabilität. Mit einer neuen Zutat bei der Herstellung konnten chinesische Forscher aus Qingdao (sprich tschingdao) eine Nebenreaktion unterdrücken, deren Produkt eine der Ursachen für die Degradation ist. | ||||||||||||||||
| Deutschland schafft Emissionseinsparung 2020 | (agora-energiewende.de) Corona sei Dank, fahren wir unseren Verbrauch so weit runter, dass wir - wahrscheinlich - das unmöglich Erschienene schaffen: unsere Emissionen auf < 750 Mio.t zu senken. Agora plädiert dafür, die notwendigen staatlichen Hilfen so auszulegen, dass gleichzeitig die Energiewende gefördert wird. | ||||||||||||||||
| 23.3.20 | |||||||||||||||||
| Landfläche erwärmt sich 1,5 - 1,8 mal schneller als Meeresfläche | (Wallace, Joshi, IPScience 2018) In GCMs
(general circulation models) ergibt sich eine unterschiedliche
Erwärmungsrate von Land- und Seeflächen. Das Verhältnis (WR, warming
ratio) liegt im Bereich von 1,65 ± 0,15. Deutschland ist bereits 1,6 K wärmer als 1880. Die Welt 1,1 K. 71 % der Erdoberfläche ist von Wasser bedeckt. Damit ist die Erhöhung der Landtemperatur ungefähr 4/3 der globalen Temperaturerhöhung. |
||||||||||||||||
| Lineare Approximation der globalen Erwärmung seit 1980 | (NOAA-Zeitreihe) Die Rate der globalen Erwärmung beträgt 0,17 K/Dekade. Damit landen wir 2100 bei 1,1 + 8 * 0,17 = 2,5 K, wenn es keine Beschleunigung oder Verlangsamung gibt. | ||||||||||||||||
| 23.4.20 |
|||||||||||||||||
| Anfänglicher Leistungsabfall aller Solarzellen aufgeklärt | (energyload.eu, Uni Manchester, Journal of Applied Physics) Alle Solarzellen zeigen einen anfänglichen Wirkungsgradabfall von ca. 2 % (lichtinduzierte Degradation - LID). Dies ist schon lange bekannt. Der Grund ist eine bisher unbekannte Art von Defekten, die sich unter Lichteinfluss so verändern, dass die Lebensdauer der Ladungsträger vermindert wird, d.h. die Elektron-Loch-Rekombinationsrate steigt. Erwärmung der Solarzellen in Dunkelheit heilt die Defekte wieder aus.Genauer: Bor-und-Sauerstoff - Donatoren wandeln sich in Akzeptoren um. | ||||||||||||||||
| Glas-Elektrolyt-Akkus | (energyload.eu) Bestimmte Gläser eignen sich als Elektrolyte für Akkus, und mit diesen kann man etwa Lithium-Ionen-Akkus herstellen, die eine dreimal höhere Kapazität je Flächenelement haben als solche mit flüssigem Elektrolyten. Leider haben sie eine wesentlich geringere Stromdichte, eignen sich also nicht gut für Autos. Solche werden in zwei Jahren auf den Markt kommen. | ||||||||||||||||
| 25.4.20 |
|||||||||||||||||
| Hot Carrier Solarzellen |
(Conibeer, SPIE Proceedings) HC-Zellen nutzen
einen völlig anderen physikalischen Mechanismus zur Ladungstrennung
als konventionelle Solarzellen. Diese bauen am P-N-Übergang durch
Majoritätsladungsträgerdiffusion eine Potentialstufe auf, deren
elektrisches Feld die Ladungstrennung bewirkt. Die Ladungen fließen
dann über normale Kontakte ab. Hierbei muss die Photonenenergie größer als die Bandlücke sein. Ist sie größer, erhält der Ladungsträger zusätzliche Energie, die schnell durch Kollisionen in Wärme umgewandelt wird und somit verloren ist (Thermalisierung). Damit kann nur der Teil der Photonenenergie genutzt werden, der der Bandlücke entspricht. Der Wirkungsgrad von Siliziumzellen ist so auf ca. 0,33 begrenzt. Eine Methode, höher zu kommen, ist, einen zweiten P-N-Übergang mit einer größeren Bandlücke oben drauf zu setzen (z.B. Perovskit) und damit die höherenergetischen Photonen herauszufischen. Für die niederenergetischen Photonen ist diese Schicht transparent und sie können wie gehabt von der Siliziumzelle ausgebeutet werden. HC-Zellen sind so gemacht, dass die Thermalisierung deutlich langsamer stattfindet als der Ladungsabfluss. Die Ladungsträger behalten also die volle Photonenenergie für eine gewisse Zeit. Sie trennen die Ladung nicht durch einen P-N-Übergang, sondern durch energieselektive Kontakte (ESC). Diese akzeptieren nur Ladungsträger mit einer bestimmten Energie, ähnlich wie ein Maxwellscher Dämon. Ein Kontakt akzeptiert nur die hochenergetischen Ladungsträger im Leitungsband und der Andere nur die niederenergetischen im Valenzband. Die Energiedifferenz ist dann die zur Verfügung stehende Spannung. Der Maxwellsche Dämon funktioniert hier, weil das System nicht im thermischen Gleichgewicht ist. Die ESC bleiben wesentlich kälter als die Ladungsträger, eben weil die Thermalisierung unterdrückt ist. |
||||||||||||||||
| 19.5.20 | |||||||||||||||||
| Grüner Kraftstoff für Flugzeuge | (sunfire) Alle Welt spricht von Wasserstoffwirtschaft, aber dieser ist als Flugtreibstoff nicht gut geeignet, weil die volumetrische Speicherdichte gering ist. Geeigneter sind regenerativ hergestellte flüssige Treibstoffe wie Kerosin oder auch Methanol. Der dafür notwendige Kohlenstoff kann etwa mit der Technik des Schwerizer Unternehmens Climeworks aus der Luft geholt werden. In Norwegen will Nordic Blue Crude die erste kommerzielle Anlage bauen, die Diesel und Naphta aus Wasser, CO2 und Strom aus Wasserkraft herstellen soll. Sie verwendet allerdings industrielle CO2 für 30 €/t, während Climeworks-CO2 600 €/t kosten würde. Allerdings ist die Finanzierung noch unsicher - also 50/50. Der Zielpreis ist unter 2 €/l. Das ist viel - aber dieser Industriezweig ist ganz am Anfang seiner Entwicklung. Bei 15 $/MWh Stromkosten, wie sie jetzt in Arabien erzielt werden, | ||||||||||||||||
| 20.6.20 |
|||||||||||||||||
| Ammoniak als Treibstoff? |
(motorship.com) NH4, Ammoniak, hat mit ca. 11 kg/100l eine höhere volumetrische Speicherdichte als Flüssigwasserstoff. Es ist brennbar. Es kann wie Propan verflüssigt unter mäßigem Druck transportiert werden. Leider ist es giftig, verursacht aber so gut wie keinen Treibhauseffekt. Der Aufwand für die Herstellung und Verwendung ist geringer als für reinen Wasserstoff oder Methan, weil es nicht tiefgekühlt oder hoch verdichtet werden muss und weil Stickstoffextraktion aus Luft wesentlich einfacher ist als CO2-Extraktion. Es ist zwar brennbar, die Flamme ist aber instabil. Deshalb ist der Bau eines Ammoniakmotors in der Vergangenheit gescheitert. Doch heute werden, unter anderem von MAN, Motoren und Turbinen für Ammoniak entwickelt, die den Brennprozess besser steuern. Man kann Ammoniak auch in Brennstoffzellen zur Stromproduktion verwenden, wenngleich auch hier die Entwicklung noch nicht ausgereift ist. Brennstoffzellen erzeugen kein NOx. Ob und ggf. wann sie erfolgreich sein werden ist noch nicht abzusehen.Ebenso ob nicht die Giftigkeit des Gases seine Verwendung in großem Maßstab unmöglich macht. Saudi-Arabien beginnt, Wasserstoff als Ammoniak zu exportieren. (piqd) Brennkammern für Flugtriebwerke sind in der Entwicklung, die Ammoniak stabil und sicher verbrennen können. (techxplore).
|
||||||||||||||||
| 23.6.2020 |
|||||||||||||||||
| Flüssigluftspeicher (Liquid Air Electricity Storage, LAES) |
(guardian) Prinzip: Es gibt drei Speicher: einer für Wärme, einer für Kälte und einer für die flüssige Luft. Die Verflüssigung ist zweistufig. Im ersten Schritt wird die Luft komprimiert und die dabei entstehende Wärme gespeichert, im Zweiten wird die Luft tiefgekühlt unter Zuhilfenahme gespeicherter Kälte. Das Wiederauftauen ist ebenfalls zweistufig: im ersten Schritt wird beim Verdampfungsprozess der Kältespeicher mittleren Temperaturniveaus aufgeladen, im Zweiten Hitze aus dem Wärmespeicher eingebracht. Der bei der Expansion entstehende Überdruck wird in elektrische Energie gewandelt. Jetzt wird ein Großer in Großbritannien gebaut: 250 MWh Kapazität, Kosten 85 Mio. £ = 94 Mio. €, also 380 €/kWh. Der Speicherwirkungsgrad liegt zwischen 60 und 75 %. Bei 6000 Ladezyklen (ca. 20 Jahre à 300 Zyklen) wären das ca. 6 c/kWh zusätzlich Kosten durch die Speicherung. |
||||||||||||||||
| Carnot-Batterie (Pumped Heat Electricity Storage, PHES) |
(Malta)
Das Prinzip ist ähnlich wie bei der LAES: über eine Wärmepumpe wird
Umgebungswärme aufgespalten in einen heißen (~ 500 °C) und einen
kalten Teil, die separat gespeichert werden. Über eine
Wärmekraftmaschine wird diese Temperaturdifferenz dann wieder in
elektrische Energie zurückverwandelt. Theoretisch ist so ein
Speicherwirkungsgrad von 1 möglich, aber ach, grau ist alle Theorie.
In der Praxis hängt alles an der relativen Effizienz der Wärmepumpe
und der Wäremkraftmaschine, sowie den Temperaturdifferenzen bei den
Wärmeübergängen in die Speichermedien. Diese Entropieerzeuger
begrenzen den Speicherwirkungsgrad letztlich auf ca. 0,7, ähnlich
wie bei LAES. Die Entwicklung ist noch nicht so weit
fortgeschritten. Beteiligt ist auch die DLR. Belastbare Kostenaussagen sind noch nicht möglich, es wird aber erwartet, dass diese einmal niedrig sein werden, weil weitgehend bekannte Technik verwendet wird. Siehe auch hier. |
||||||||||||||||
| 10.7.20 |
|||||||||||||||||
| EU-Wasserstoff-Planung |
(deepresource) Bis 2024: 6 GW, bis 2030: 40 GW, bis 2050: 100 ± 20 GW. Um das ins Verhältnis zu setzen: Für die Dekarbonisierung der deutschen Stahlindustrie allein sind davon ca. 15 GW reserviert. |
||||||||||||||||
| 29.7.20 |
|||||||||||||||||
| Lithium-Eisenphosphat-Batterien und Tesla |
(forbes) Haben eine längere Lebensdauer als
Lithium-Ionen-Batterien, können nicht brennen und sind wesentlich
billiger (80 USD/kWh statt 130), verwenden kein Kobalt. Können nach
Ausbau aus Auto noch lange weiterverwendet werden, d.h. hohe
Zyklenzahl. |
||||||||||||||||
| Formel für Strompreis bei regenerativen Anlagen |
Die einfachste Näherung für den Batterie-Anteil am Strompreis ist
Kilowattstundenkosten = Investitionskosten / mittlere Leistung / Betriebsdauer + Stromverlustkosten Allerdings sind die Investitionskosten zieitabhängig, da die Zinskosten auf den Kaufpreis aufgeschlagen werden müssen: Investitionskosten = Kaufpreis + Zinskosten Bei Langzeitspeichern ist die mittlere Leistung sehr klein, deshalb haben sie hohe kWh - Kosten. |
||||||||||||||||
| 30.7.20 | |||||||||||||||||
| mittlerer Stromverbrauch eines Deutschen | (statista) Etwas über 7200 kWh/a/c (per annum,
per capita). Geteilt durch 8760 h/a macht 820 W mittlere
Leistung über Alles. Der private Stromverbrauch aller
Deutschen war 2018 127 TWh/a (UBA). Bei 80 Mio. Menschen sind das 1600
kWh/a/c oder 180 W mittlere Leistung. Mein persönlicher privater Stromverbrauch liegt bei 32 W mittlerer Leistung. Dazu kommen noch einmal 7 W für die Warmwasserbereitung, die über Gas läuft. |
||||||||||||||||
| 3.8.20 |
|||||||||||||||||
| billige Langzeitspeicherung mit Schwefel |
(cell.com) Eine Flow-Batterie mit Natrium- oder Lithium und Schwefel im Anolyten und Schwefeloxid im Katholyten wurde demonstriert. Der Vorteil daran ist, dass Natrium und Schwefel sehr billig sind. Die Grundstoffkosten - die "chemischen" Kosten - stellen die untere Grenze für den kWh-Preis eines elektrochemischen Energiespeichers dar. Für das angegebene System liegen diese in der günstigsten Variante unter 2 USD/kWh. Damit kommt das System in den Kostenbereich von Pumpspeicherkraftwerken. Wie immer steckt der Teufel aber im Detail und man wird sehen, ob dieses Versprechen einlösbar ist. | ||||||||||||||||
| 28.8.2020 | |||||||||||||||||
| mittlere elektrische Leistung in Deutschland | (statista) 2019: ca. 520
TWh/a = 59 GW mittlere Leistung. Der Bruttostromverbrauch enthält noch den Eigenbedarf der Kraftwerke und die Übertragungsverluste. Nach Dekarbonisierung erwartet: ca. 1000 TWh/a = 115 GW. (Jülich-Studie) |
||||||||||||||||
| installierte Photovoltaikleistung in Deutschland | (wikipedia) 2019: um die 50 GWpeak. | ||||||||||||||||
| installierte Windleistung in Deutschland | (Volker Quaschning) 2019: 61,4 GWpeak | ||||||||||||||||
| erzielbare mittlere PV-Leistungsdichte in Deutschland | (DWD)Die Lichtleistung pro m² (Globalstrahlung)
liegt zwischen 950 und 1260 kWh/m², der Mittelwert ist 1055 kWh/m²
oder 120 W/m². Der Wirkungsgrad moderner Solarpanels liege bei 0,2 (photovoltaik.org). Damit ist die erzielbare mittlere elektrische Leistung um 24 W/m². |
||||||||||||||||
| nötige Solarfläche für Dekarbonisierung, Abschätzung | Wenn die Hälfte der nach der Dekarbonisierung nötigen Leistung
durch Photovoltaik erbracht werden muss, also 60 GW, brauchen wir 2,5 Mrd. m² = 2500 km² PV-Fläche in Deutschland. Die installierte Leistung liegt dann bei 600 GWpeak, also 12 mal so viel wie momentan installiert ist. Die gesamte Landfläche Deutschlands ist 358.000 km². Damit brauchen wir also etwa 0,7 % unserer Landfläche. |
||||||||||||||||
| nötige Ausbaurate PV für Dekarbonisierung, Abschätzung | Zieljahr sei 2040, um pariskonform zu bleiben, also 20 Jahre. 30 GW/a (+ dieselbe Rate in Wind!!!) bei Zieljahr 2050 (30 Jahre): 20 GW/a. aktuelle Ausbaurate: < 5 GW/a. |
||||||||||||||||
| 27.10.2020 |
|||||||||||||||||
| China will in den nächsten 5 Jahren 65 GW PV pro Jahr bauen | (pv-magazine.de) Den Chinesen ist klar, dass
sie ziemlich Gas geben müssen, wenn sie ihr Versprechen, bis 2060
emissionsneutral zu werden, einhalten wollen. 65 GW PV-Neubau sind
pro Einwohner 46 W Nennleistung. Umgerechnet auf DE wären das 3,8 GW Neubau pro Jahr. 2019 hatten wir nur 1,5 GW Zubau (strom-report.de). Für 2020 rechnet man mit 4,2 GW (ee-news.ch). |
||||||||||||||||
| 8.1.2020 | |||||||||||||||||
| In Europa verfügbare Pumpspeicherkapazität | (statkraft-studie) 220 TWh. Das ist 20 % des in der Jülich-Studie angesetzten Jahres-Endenergiebedarfs Deutschlands von 1000 TWh. | ||||||||||||||||
| 11.10.2023 | |||||||||||||||||
| Abschwächung der globalen Umwälzströmung, Antarktis | Es ist bekannt, dass die Atlantic Meridional Overturning Circulation (AMOC) sich sehr wahrscheinlich abschwächen wird. Siehe etwa diesen Artikel von Rahmstorf. Der gleiche Mechanismus - hoher Schmelzwassereintrag verringert die Dichte des Oberflächenwassers und stoppt so dessen Absinken trotz Kälte - funktioniert aber auch für die Verminderung des Absinkens der Strömung um Antarktika herum, wie hier dargestellt. | ||||||||||||||||
| 16.10.2023 | |||||||||||||||||
| Drought in Spain | Drought in Spain improving somewhat (winter comes), but still hefty: Puente Nuevo Reservoir at 10%. | ||||||||||||||||
| Fish Die-off in Amazon region because of low water level. | The drought in the Amazon region has been leading to a fish-die-off.The state of Amazonas is preparing for the worst drought in its history, In Brazil's Amazon, rivers fall to record low levels during drought | The Independent. Amazon River falls to lowest level in 121 years amid a severe drought | CNN | ||||||||||||||||
| Mexico-US row about water | Mexico owes the US a year of water for Texas. While having some, they try to keep it for expected drought. | ||||||||||||||||
| Fires in Indonesia | A longer than usual dry season, accompagnying Eln Niño, caused many forest and peat fires. | ||||||||||||||||
| Greek fires set record | This years greek fires were the biggest ever recorded in the EU. | ||||||||||||||||
| Canadian fire emissions | This years emissions from forest fires in Canada were ~~ 400 Mt Carbon, which equals ~~ 1,5 Gt CO₂. This is 4% of global and 50% of EU28 emissions for electricity and industry (37 resp. 3.1 Gt) . | ||||||||||||||||
| electricity related emissions may peak 2023 | A slowdown in demand growth and a very high renewables installation rate lead to a leveling off of electricity related CO₂ emissions. | ||||||||||||||||
| Hunger in Pakistani flood areas | The flood destroyed crops. Hunger is the consequence. Malnutrition among children. | ||||||||||||||||
| sustainable wet bulb temperature lower than thought | max sustainable wet bulb temp is - with 31° lower than the 35° used until now - at high ambient temp still lower: 26° at Ta=50°. it becomes more dangerous earlier & at more places than thought! centres: indus valley, NE china, persian gulf, sahel. |