Theoretische Rechnungen zeigen, dass Silicium-Solarzellen unter bestimmten Bedingungen einen wesentlich höheren Wirkungsgrad haben könnten. Ein Zugang zu entsprechend modifiziertem Silicium könnten kleine Silicium-Cluster sein. Forscher der Technischen Universität München (TUM) haben nun einen einfachen Syntheseweg dafür entdeckt.

Als "wichtiges Signal für den gesamten Finanzmarkt" begrüßt Germanwatch die Verabschiedung der neuen Energierichtlinie der Europäischen Investitionsbank. Bundesregierung gibt in letzter Minute Widerstand auf und unterstützt ambitionierten Klimaschutz.

Sollte ein Bereich vom Kurs abkommen, greift durch das Klimaschutzgesetz ein verbindlicher Nachsteuerungsmechanismus als Sicherheitsnetz. Auch das Ziel der Treibhausgasneutralität 2050 wird nun erstmals gesetzlich verankert. Das Gesetz muss nun noch den Bundesrat passieren.

Bundesumweltministerin Svenja Schulze kommentiert den Beschluss des Bundestages so: „Das Herzstück des Klimaschutzprogramms wird jetzt Gesetz. Deutschland bekommt damit einen verbindlichen Klimaschutz-Fahrplan und klare Regeln. Klimaschutz wird endlich für alle verbindlich. Denn das Gesetz schreibt fest, wie viel CO2 in den Bereichen Gebäude, Verkehr, Landwirtschaft, Energie und Industrie jedes Jahr ausgestoßen werden darf.“

Künftig wird regelmäßig kontrolliert, ob die Emissionen wie erwartet sinken. Wenn nicht, muss das jeweils verantwortliche Ministerium mit einem Sofortprogramm reagieren.

Das Ziel der Treibhausgasneutralität bis 2050 für Deutschland wird erstmals gesetzlich verankert. Bislang lag das 2050-Ziel der Bundesregierung noch bei 80 bis 95 Prozent CO2-Reduktion.

Mit dem Beschluss zum Klimaschutzgesetz folgte der Bundestag den Empfehlungen seiner Ausschüsse. Außerdem haben die Abgeordneten heute das Brennstoffemissionshandelsgesetz (BEHG) mit dem Einstieg in die CO2-Bepreisung sowie die steuerrechtlichen Änderungen zum Klimaschutzprogramm 2030 beschlossen.

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Der Wärmespeicher mit 9400 Liter Fassungsvermögen ist das Herzstück des Gebäudes und wird künftig die Wärme der Solarkollektoren speichern. Dank des ausgeklügelten solaren Heizsystems kann etwa die Hälfte des Energiebedarfs für die Raumheizung und das Warmwasser solar gedeckt werden.

Jürgen Huber, dritter Bürgermeister der Stadt Regensburg, sagte beim Einbringen des Speichers: „Ich begrüße es sehr, wenn wir uns alle zusammen den Klimaschutz auf die Fahnen schreiben. Das Sonnenhaus ist ein guter privater Beitrag dazu.“ In diesem Sommer ist die Stadt Regensburg dem „Konvent der Bürgermeister für Energie und Klima“ beigetreten.

„Jede und jeder einzelne von uns ist gefordert, zum Klimaschutz beizutragen“, sagt auch Martin Bauer, der das Haus mit fünf Mietwohnungen zusammen mit seiner Tante Ursula Bauer errichtet. Der 50-Jährige nutzt seit vielen Jahren auf seinem Eigenheim eine Solarwärme- und eine Solarstromanlage. Deshalb war für ihn sofort klar, dass bei ihrem gemeinsamen Bauprojekt auch umweltfreundliche Solarenergie erzeugt werden soll.

In der Siedlung auf dem ehemaligen fürstlichen Hofgartengelände wird das Sonnenhaus kaum auffallen. Nur die Solarkollektoren, die auf dem Süddach und der Gaube installiert werden, deuten darauf hin, dass hier etwas anders ist. Über 2000 solcher weitgehend solar beheizter Wohnhäuser und gewerblich genutzter Gebäude stehen nach der laufenden Statistik des Sonnenhaus-Instituts in Deutschland, Österreich und der Schweiz.

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Siemens und der zum MVV-Konzern gehörende Projektentwickler Juwi haben eine Technologiepartnerschaft vereinbart, um Microgrids auf Basis erneuerbarer Energien künftig für die Bergbauindustrie gemeinsam anzubieten. Hierzu unterzeichneten Vertreter beider Unternehmen gestern eine Vereinbarung. Gemeinsam wollen sie eine auf Siemens Sicam basierende Kontrollplattform für Microgrids weiterentwickeln, die eine nahtlose Integration von Strom aus erneuerbaren Energien in netzunabhängige Stromnetze, zum Beispiel einer Mine, ermöglicht.

Sicam bildet die Grundlage für den Hybrid IQ Microgrid Controller von juwi. Zu dessen Entwicklung steuert das Unternehmen neben branchenspezifischem Know-how seine Erfolgsbilanz bei der Planung und der Realisierung von Erneuerbaren Energie-Projekten für Minen bei.

„Microgrids können eine hohe Zuverlässigkeit und eine verbesserte Versorgungssicherheit für energieintensive Industrien wie etwa Minen bieten. Gleichzeitig sind sie eine attraktive Alternative, wenn eine autarke Stromversorgung benötigt wird,“ sagte Robert Klaffus, CEO Digital Grid bei Siemens Smart Infrastructure.

Stephan Hansen, Mitglied des Vorstands und COO der juwi Gruppe, fügt hinzu: „Erneuerbare Energien werden nicht nur den Betrieb von Minen zukunftsfähiger machen, sondern auch heute schon deren Betriebskosten senken. Herzstück hierfür ist das juwi Hybrid IQ System. Es kann Hybrid Power in einem Maße bereitstellen, das weit über die derzeitige Anwendungspraxis in der Industrie hinaus reicht. Ich freue mich auf die Technologiepartnerschaft mit Siemens.“

Die Zusammenarbeit mit Siemens hat bereits zu der Realisierung eines Solarparks für die Goldmine Agnew Gold in Australien geführt. Darüber hinaus haben die Partner auch eine Hybrid-Anlage für die größte und älteste australische Meeresforschungsstation am Great Barrier Reef realisiert. Heron Island nutzt nun die juwi hybrid IQ Lösung, die anstelle von Diesel Photovoltaik-Strom mit einer Redox-Flow-Batterie kombiniert.

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Im Video wird der Nissan Ariya Concept vorgestellt, ein rein elektrisches Konzeptfahrzeug, das erstmals auf der Tokyo Motor Show, die vom 24. Oktober bis 4. November 2019 stattfand, vorgestellt wurde. Der Autohersteller konzentriert sich dabei aber vor allem auf das Hervorheben des markanten Designs, zum Antrieb gibt es deutlich weniger Informationen. Angetrieben wird der Crossover ...

Auch die Kostensenkung wird sich fortsetzen. So geht die Vereinigung von Stromgestehungskosten zwischen 2 und 8 US-Dollarcent pro Kilowattstunde bis 2030 und zwischen 1 und 5 US-Dollarcent pro Kilowattstunde bis 2050 aus.

Berlin. - Der Haushaltsausschuss des Deutschen Bundestages hat eine Erhöhung des Etats des Bundesministeriums für wirtschaftliche Zusammenarbeit und Entwicklung (BMZ) um rund 600 Millionen Euro beschlossen. Aus Sicht des Verbandes Entwicklungspolitik und Humanitäre Hilfe (VENRO) kann dies nur ein erster Schritt auf dem Weg zu einer nachhaltigen Entwicklungsfinanzierung sein.

Viele Verbraucher wollen einen Beitrag zum Klimaschutz leisten, so der vzbv. Im Juni 2019 sprachen sich in einer repräsentativen Umfrage im Auftrag des Verbandes 66 Prozent der Befragten für einen CO2-Preis aus. Voraussetzung ist allerdings, dass die Beträge vollständig an die privaten Verbraucher zurückgegeben werden und nicht im Staatshaushalt verbleiben. Dagegen würden 61 Prozent der Befragten die CO2-Bepreisung nicht unterstützen, wenn die Erträge in den Staatshaushalt fließen.

Die Einführung einer CO2-Bepreisung sei der richtige Ansatz. Nur so lasse sich CO2 nach dem Verursacherprinzip einsparen, so der Verbraucherverband in jetzt in einer Stellungnahme. Der vzbv fordert aber gleichzeitig, dass Einnahmen aus einer CO2-Bepreisung vollständig an die Verbraucher zurückfließen müssen. Ansonsten fehlten Anreize für einen klimafreundlichen Konsum und finanzielle Spielräume für Eigeninitiative der Verbraucher. Diese vollständige Rückführung sei aufgrund der aktuellen Gesetzesentwürfe der Bundesregierung noch nicht gegeben.

Positiv bewertet der Verband, dass es Härtefallregelungen bei der CO2-Bepreisung geben soll. Vor diesem Hintergrund begrüßt der vzbv die Erhöhung des Wohngeldes ab 2021 zur Vermeidung sozialer Härten bei steigenden Heizkosten. Allerdings fehlt aufgrund der pauschalen Erhöhung nur nach Haushaltsgröße die nötige Differenzierung, um die unterschiedlichen Realitäten der Wohngeldempfänger realistisch abzubilden. Der vzbv fordert daher, eine dynamische Heiz- und Stromkostenkomponente inklusive CO2-Kompontente einzuführen. 

Zur Vermeidung sozialer Härten bei steigenden Heizkosten sollen die Wohngeldbezieher durch eine Erhöhung des Wohngeldes unterstützt werden. Die Entlastung soll in Form einer CO2-Komponente erfolgen und nach der Haushaltsgröße gestaffelt werden. Im Durchschnitt aller Wohngeldhaushalte würde die Entlastungspauschale im Jahr 2021 laut BMI voraussichtlich zu einem um rund 15 Euro erhöhten Wohngeld pro Monat führen. Die CO2-Komponente soll als Zuschlag zur Miete in die Wohngeldberechnung eingehen. Zwar sei es begrüßenswert, dass Wohngeldempfänger durch einen pauschalen Zuschuss bei steigenden Heizkosten unterstützt werden. Der im Referentenentwurf enthaltene Zuschlag zur pauschalen Berücksichtigung der CO2-Komponente bei den Heizkosten greife aber zu kurz, da die Energiekosten insgesamt nicht ausreichend berücksichtigt werden, so der Verbraucherverband. Darum gehe es aber für Wohngeldempfänger prioritär. 

Im Gesetzesentwurf wird auf die Notwendigkeit der Pauschalisierung verwiesen, da keine Informationen über die Heizungsart und den Energieverbrauch der Wohngeldempfängerinnen und -empfänger vorliegen. Der vzbv verweist hier auf andere Sicherungssysteme, wie zum Beispiel Hartz IV, in denen eine solche Berücksichtigung möglich ist. Diese Pauschalisierung ist aus Sicht des vzbv unzureichend, da die Höhe der Energiekosten neben der CO2-Bepreisung auch wesentlich vom energetischen Energieeffizienzniveau des Gebäudes sowie vom Preis des jeweiligen Energieträgers abhängt. Zum Beispiel sind die Heizkosten 2017 bei einer Versorgung mit Heizöl gestiegen, während es bei Versorgung mit Fernwärme- und Erdgas zu Preisreduzierungen gekommen ist.

Außerdem fällt die CO2-Bepreisung bei unterschiedlichen Energieträgern unterschiedlich hoch aus, bei Heizöl ist sie zum Beispiel höher als bei Erdgas. All diese Parameter werden letztlich in den Heiz- und mittelbar auch im Strompreis abgebildet. Daher sollte die individuelle Höhe der Heiz- und Stromkosten berücksichtigt werden. Der vzbv plädiert daher dafür, im Rahmen der Anpassung des Wohngeldes eine dynamische Komponente für Heiz- und Stromkosten einzuführen, die die Komponente der CO2-Bepreisung einschließt. Diese Parameter könnten beispielsweise in Form eines Index abgebildet werden, der sich an den jährlichen Entwicklungen der Heiz- und Stromkosten orientiert. Darüber hinaus sollten im Rahmen des Index den verschiedenen Energieträgern Rechnung getragen werden. Quelle: vzbv / sth

Extreme Trockenheit, Waldbrände, Stürme und Schädlinge haben den deutschen Wäldern in den vergangenen Jahren stark zugesetzt. Um die Wälder in Zeiten des Klimawandels widerstandsfähiger zu machen, werden mehr Laubbäume als Nadelbäume angepflanzt. Dadurch verstärkt sich in Zukunft die Verknappung von Nadelholz, während die Menge an Laubholz zunimmt.

Für die holzverarbeitende Industrie stellt eine lückenhafte Versorgung mit Nadelholz ein Problem dar. Daher ist es naheliegend, die Verwendung von geringwertigen Laubholzarten in der Produktion zu testen, um so Versorgungsengpässen entgegenzuwirken. Geringwertige Laubholzsortimente wurden bisher hauptsächlich thermisch verwertet. Die Forschenden des Fraunhofer WKI fanden eine Lösung für eine stoffliche Nutzung.

"Geringwertige Laubhölzer sind in Zukunft sicher verfügbar. Die Nutzung als Basis für Holzwerkstoffe ist außerdem nachhaltiger als die als Heizmittel", beschreibt Projektleiter Dr. Dirk Berthold die Ausgangslage. Berthold und sein Team untersuchten im Projekt "GerLau" die Optimierung der Zerfaserungstechnologie und die Herstellung von Faserplattenwerkstoffen. Die Projektpartner, die Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt (NW-FVA) und die Georg-August-Universität Göttingen, befassten sich mit der Potenzialanalyse und der Wertschöpfungskette von geringwertigem Laubholz.

Im Technikum des Fraunhofer WKI fanden zunächst Versuche zur Zerfaserung statt, um die Fasern mittels unterschiedlicher Methoden zu fraktionieren und die Qualitäten einzuschätzen. Die Fasern aus den Laubhölzern Buche, Esche und Birke wurden dann in einer Mischung mit Fichtenfasern zu MDF- und HDF-Platten weiterverarbeitet. So fanden die Forschenden heraus, dass eine Substitution des Nadelholzes durch Laubholz von bis zu 50 Prozent möglich ist.

"Wir konnten zeigen, dass bereits marktübliche Mahlscheiben-Garnituren gute Ergebnisse hinsichtlich der Faserausbeute und Größenverteilung erzielen. Die Faserqualitäten entsprechen denen reiner Nadelholzfasern und sind zur Herstellung von MDF- und HDF-Platten geeignet", fasst Berthold zusammen. Außerdem konnten die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler anhand der Plattenproduktion und Prüfung feststellen, dass die MDF- und HDF-Platten die Qualitätsanforderungen an die mechanischen Eigenschaften erfüllen.

Das Projekt "GerLau" wurde mit den Partnern Georg-August-Universität Göttingen, Nordwestdeutsche Forstliche Versuchsanstalt durchgeführt und durch die Fachagentur Nachwachsende Rohstoffe e.V. (FNR) gefördert. Quelle: Fraunhofer WKI / sth

Das sogenannte Klimaschutzpaket der Bundesregierung entpuppt sich mehr und mehr als echte Mogelpackung. Überschriften täuschen Scheinaktivitäten vor, die am Ende zur Manifestierung der viel zu hohen Treibhausgasemissionen Deutschlands führen. Von Hans-Josef Fell

Ein MCC-Beitrag für die Fachzeitschrift Nature Energy beleuchtet die Schlüsselrolle der Kohlewirtschaft für das Entstehen von Wohlstand – und skizziert einen alternativen Entwicklungspfad.

US-Wissenschaftler sehen darin bereits einen Durchbruch für den Silizium-Konkurrenten

Berlin. - Anlässlich der derzeit stattfindenden Jahresversammlung der UN-Waffenkonvention in Genf hat die internationale Kampagne STOP KILLER ROBOTS eine Meinungsumfrage zu einem potentiellen Verbot von autonomen Waffen veröffentlicht. Demnach befürwortet eine große Mehrheit (73%) der Befragten in 10 europäischen Staaten ein verbindliches Verbot von autonomen Waffen, sogenannten Killer Robotern.

Prof. Stefan Reichelstein von der Universität Mannheim, erklärt, mit Hilfe von kombinierten Systemen aus einer Wind- oder Solar-Anlage mit einer modernen Power-to-Gas-Anlage könne CO2-freier auch solarer Wasserstoff viel günstiger hergestellt werden als bislang angenommen. „Unsere Ergebnisse lassen mich die Vorhersage bekräftigen, dass die Entwicklung für Wasserstoff im kommenden Jahrzehnt ähnlich rasant ablaufen mag wie für Wind- und Solarenergie in den Neunziger Jahren.“, so Reichelstein.

Bei der Suche nach Alternativen zu CO2-intensiven fossilen Brennstoffen besitzt Wasserstoff nach Meinung der Wissenschaftler ein erhebliches Potenzial. Das Gas biete eine Energieplattform für viele Anwendungen, darunter als Kraftstoff für den Verkehr und Eals nergiespeicher für die Stromerzeugung. Während Wasserstoff durch verschiedene Prozesse gewonnen werden kann, hat eine Erzeugung aus erneuerbarem Strom über ein Power-to-Gas-Verfahren den Vorteil, dass der Wasserstoff frei von Kohlendioxidemissionen ist. Bislang wurde eine solche Erzeugung von solarem Wasserstoff jedoch als zu teuer angesehen.
 
Mit dem jüngsten Kostenrückgang von alternativen Antrieben wie Wasserstoff-Brennstoffzellen befassten sich Wissenschaftler, Unternehmer und Poltiker auch während einer Nürnberger Konferenz Mitte Oktober. Hubert Aiwanger, Bayerischer Staatsminister für Wirtschaft, Landesentwicklung und Energie sagte, die bayerische Regierung sei bestrebt, alternative Antriebe einschließlich Wasserstoff-Brennstoffzellen zu unterstützen und plane den massiven Netzausbau von Wasserstoff-Tankstellen. 

Gunther Glenk, Assistenzprofessor am Mannheim Institute for Sustainable Energy Studies (MISES), erklärt, Stromerzeugung aus Wasserstoff werde als zu teuer angesehen. Doch reversible Brennstoffzellen könnten Strom zu wettbewerbsfähigen Preisen liefern. Reversible Anlagen könnten dann beispielsweise in Zeiten Strom erzeugen, in denen die Erzeugung bei Wind- und Solaranlagen nicht ausreicht, um den Bedarf zu decken. So werde auch solarer Wasserstoff wirtschaftlich.

14.11.2019 | Quelle: Universität Mannheim | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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Ziel ist es, energetische Sanierungsmaßnahmen an Gebäuden zu fördern, die Mehrwertsteuer auf Fahrkarten des Personenschienenbahnfernverkehrs von 19 auf sieben Prozent zu senken und die sogenannte Pendlerpauschale zu erhöhen. Außerdem enthält das Gesetz die Option für Kommunen, den Hebesteuersatz für Windkraftgrundstücke zu erhöhen. Davon sollen die Kommunen profitieren. Ziel ist es nach Aussage der Regierung, so auch die Akzeptanz für die Windkraft zu fördern. Das Instrument stößt aber beim Bundesverband Windenergie nicht auf Zustimmung. Bei den Bundesländern ist es umstritten. 

Die Koalitionsfraktionen CDU/CSU und SPD stimmten erwartungsgemäß dem von ihnen eingebrachten Entwurf eines Gesetzes zur Umsetzung des Klimaschutzprogramms 2030 im Steuerrecht ( Drucksache 19/14338) zu. Zuvor hatten sie allerdings noch selbst einige Änderungen eingefügt. Die Fraktionen von AfD, FDP und Bündnis 90/Die Grünen lehnten ab. Die Fraktion Die Linke enthielt sich. Ein Entschließungsantrag der Fraktion Bündnis 90/Die Grünen wurde abgelehnt.

Durch das Gesetz will die Regierung bestimmte energetische Sanierungsmaßnahmen an selbstgenutztem Wohneigentum ab 2020 für einen befristeten Zeitraum von zehn Jahren durch einen prozentualen Abzug der Aufwendungen von der Steuerschuld fördern. Vorgesehen ist, dass 20 Prozent der Aufwendungen, maximal insgesamt 40.000 Euro je Objekt, über drei Jahre verteilt von der Steuerschuld abgezogen werden können. Per Änderungsantrag sollen die Regierungsfraktionen sicherstellen, dass in Zukunft auch Aufwendungen von Steuerpflichtigen gefördert werden, die ihnen entstehen, wenn die energetischen Maßnahmen durch einen Energie-Effizienz-Experten begleitet werden.

Die FDP begrüßte zwar die Maßnahmen zur Gebäudesanierung. Sie vermisst aber Regelungen für vermietete Gebäude. Bei der Entfernungspauschale gebe es keine überzeugende Darstellung, warum sie ab dem 21. Kilometer erhöht werde. Mit der Mobilitätsprämie werde ein „Bürokratie-Monster“ aufgebaut.

Für die Fraktion Die Linke enthält der Entwurf „Licht und Schatten“. Die steuerliche Förderung der Gebäudesanierung wird von der Partei wegen einer „sozialen Schlagseite „als problematisch bezeichnet. Für Rentner-Haushalte mit eigenem Haus oder eigener Wohnung werde kein Anreiz zur Sanierung geschaffen. Es gebe sinnvollere Möglichkeiten, die Sanierung zu fördern. Parallel zur steuerlichen Förderung sollen aber auch Förderprogramme  bestehen bleiben.

Für die Fraktion Bündnis 90/Die Grünen ist der Entwurf nicht geeignet, um die Klimaziele der Regierung zu erreichen. So würden keine umweltschädlichen Subventionen abgebaut. Der Klimabeitrag des Gesetzes sei völlig unklar. 

14.11.2019 | Quelle: Bundestag | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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Die weltbesten Wirkungsgrade von Solarzellen mit Silizium erreichen rund 24 Prozent. Die theoretische Grenze liege bei rund 29 Prozent, sagt Thomas Fässler, Professor für Anorganische Chemie mit Schwerpunkt Neue Materialien an der TU München „Das liegt daran, dass das in der Diamantstruktur kristallisierende Silizium nur eine indirekte Bandlücke nutzen kann.“

Forscher träumen daher von Materialien in denen die Silicium-Atome so angeordnet sind, dass eine direkte Bandlücke entsteht. Diese können sie für die solare Energieproduktion nutzen. Und dies kann die Wirkungsgrade von Solarzellen erhöhen. Als Modellverbindungen dafür sieht die Wissenschaft kleine Silizium-Cluster an. Hier lassen sich die Atome anders anordnen als im kristallinen Silizium.

„Solche Verbindungen sind auch für eine Vielzahl weiterer chemischer Experimente interessant“, erklärt  Professor Fässler. Gezielt können wir derzeit in wenigen Syntheseschritten vier und neun Silizium-Atome zu Tetraedern beziehungsweise einer fast kugelförmigen Struktur zusammenfügen. Die Synthesen und die Isolierung der Atomcluster waren bisher aber sehr aufwändig. Hier sind wir nun einen entscheidenden Schritt vorangekommen.“

Eine Traube aus neun Silicium-Atomen

Beim Zusammenschmelzen von Kalium und Silicium entsteht eine Verbindung aus 12 Kalium- und 17 Silicium-Atomen, ein graues Pulver. Mit einem Trick gelang es nun Erstautor Lorenz Schiegerl in flüssigem Ammoniak die löslichen, neunatomigen Cluster zu stabilisieren. Zum Ammoniak gab er ein organisches Molekül hinzu, das die Kalium-Atome einschließt.

„Diese einfache Synthese öffnet uns, ausgehend von elementarem Silizium, den Weg zu vielfältigen chemischen Experimenten mit diesen Clustern“, sagt Professor Fässler. „Im Lösungsmittel Pyridin wird der Cluster beispielsweise durch zwei Wasserstoff-Atome stabilisiert.“ Das sei ähnlich den vermuteten Zwischenstufen bei der großtechnischen Herstellung von polykristallinem Silizium. Diese werde unter Einsatz von Silanen oder Chlorsilanen für kommerziell verfügbare Solarzellenmodule hergestellt.

Aufbau neuer Strukturen

Besonders vielversprechend ist ein weiterer Reaktionsweg zu Verbindungen des Silizium-Clusters, bei denen drei der neun Silizium-Atome sich mit Molekülen verbinden, die wiederum Silizium oder beispielsweise auch Kohlenstoff oder Zinn enthalten. In den rotbraun gefärbten Lösungen liegen die zurzeit siliziumreichsten, bekannten Cluster vor. Damit eröffnen sich ganz neue Möglichkeiten, Silizium mit modifizierten Strukturen aus Lösung abzuscheiden. Das Ziel: Wirkungsgrade von Solarzellen verbessern.

„Denkt man diesen Weg weiter, sollten auch Kopplungen der Cluster möglich sein, um größere Silizium-Strukturen aufzubauen. Damit kämen wir den Wünschen der Theoretiker schon sehr nahe“, sagt Professor Fässler. „Auf jeden Fall haben wir hier die Tür zu einer faszinierenden neuen Chemie aufgestoßen.“

Das Projekt wurde von der der Wacker Chemie AG im Rahmen des Wacker-Instituts für Siliciumchemie an der TUM, dem Bayerischen Forschungsverbund „Solar Technologies Go Hybrid” und der Academy of Finland gefördert. Die Elektronenstruktur berechnete Prof. Dr. Karttunen von der Aalto Universität im finnischen Helsinki  am IT Center for Science (CSC).

14.11.2019 | Quelle: Technische Universität München | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

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Teils schüren Kritiker Ängste. Sie behaupten, weil zeitweise kein Wind wehe und die Sonne nicht scheine könne dies zu Versorgungslücken führen. „Wir brauchen keine Angst vor Dunkelflauten zu haben“, betont jedoch Julia Badeda, die mehrere Jahre zu energiewirtschaftlichen Fragen an der RWTH Aachen geforscht und sich intensiv mit Studien zu Dunkelflauten beschäftigt hat: „Sonnen- und windarme Zeiten sind berechenbar und unsere Stromversorgung kann heute und in Zukunft sichergestellt werden.“ Allerdings, so Badeda, sei dafür ein adäquates Stromsystem-Design notwendig. Es sei wichtig, schon jetzt konsequent auf den Ausbau von Photovoltaik und Windenergie zu. Sie fordert, das Energiesystem entsprechend zu konzipieren und zügig umzusetzen. Dann gehe von eventuellen Dunkelflauten keine Gefahr aus, auch wenn 70 Prozent und mehr regenerativer Strom im Netz sei. 

Dunkelflaute oder kalte Dunkelflaute? 

Eine Dunkelflaute werde häufig als eine Zeitspanne beschrieben, in der es gleichzeitig wenig Sonnenlicht und wenig Wind gebe, erklärt Badeda. Die „kalte Dunkelflaute“ bezeichne hingegen das längerfristig geringe Angebot an PV- und Windstrom bei niedrigen Außentemperaturen und gleichzeitig hoher Nachfrage nach Elektrizität, die zusätzlich zum Heizen benötigt wird. „Wir müssen zunächst klären, von welchen Zeitspannen wir sprechen und ob diese schon systemkritisch sind“, so Badeda. Es sei erst zu klären, ob es überhaupt eine problematische Untererzeugung gibt.

Bei dem derzeitigen Ausbau der Photovoltaik und Windenergie in Deutschland seien Dunkelflauten problemlos mit der existierenden Kraftwerksleistung zu beherrschen sagt die Energie-Expertin. Für die zukünftige Auslegung sollte die Systemgrenze aus ökonomischen Gründen immer im europäischen Verbund gedacht werden. Deutschland könne die Erneuerbaren aber bereits im aktuellen Verbund konsequent und schnell ausbauen.

In einem zukünftigen Energiesystem mit einem deutlich höheren Anteil der fluktuierenden erneuerbaren Energien im Stromnetz mit Anteilen ab 70 Prozent, sagt Badeda, sei mit Blick auf die Dunkelflauten der dann bestehende Windturbinen- und PV-Mix relevant. Darüber hinaus spielten die Großwetterlagen in Europa eine zunehmende Rolle. Zusätzlich seien auch Klimaveränderungen und Auswirkungen der Sektorkopplung zu betrachten. „Die Antworten darauf ergeben die relevante Größe und Art der benötigten technischen Einheiten für Flexibilisierung des Systems und die Zusammensetzung des Kraftwerksparks“, erklärt Badeda.

Mehr Solar- und Windkraft erforderlich

Der Kraftwerkspark müsste aus verschiedenen Anlagentypen bestehen, zu denen auch hochflexible Gaskraftwerke zählen. „Und wir brauchen einen deutlich höheren Zubau an Wind- und Photovoltaikanlagen“, betont Badeda. „In der Summe werden wir eine Überproduktion benötigen und diese für die saisonale Speicherung nutzen.“ Für die Langzeitspeicherung käme zum Beispiel Wasserstoff in Frage. „Die technologischen Lösungen sind vorhanden, sie müssen nur konsequent und ohne eingefahrene regulatorische Hürden implementiert werden.“ 

Darüber hinaus plädiert die Energie-Expertin, im europäischen Kontext zu denken und die hier zur Verfügung stehenden, flexiblen Kapazitäten zu berücksichtigen. „In dem großen geographischen Raum ist es wesentlich unwahrscheinlicher, dass Sonne und Wind gleichzeitig zu wenig Energie liefern. Damit wird auch die Wahrscheinlichkeit von Dunkelflauten deutlich reduziert.“ In dem Zusammenhang sei auch das EU-weite Netz auszubauen, um die Herausforderung kosteneffizienter zu meistern. 

Grundsätzlich plädiert Badeda für mehr Vertrauen in die dezentrale Energieversorgung und die Digitalisierung. Dadurch werde es möglich sein, auch kleinere Einheiten schnell und flexibel zu steuern. „Die Umwandlung des Energiesystems ist industriepolitisch eine große Chance. Wir sollten jetzt alle Hebel, die wir haben, sinnvoll einsetzen, um ein funktionierendes Stromsystem-Design unter Berücksichtigung des gesamteuropäischen Kontextes zu entwickeln und nicht auf dem Status-quo verharren, weil er uns jetzt bequemer erscheint.“ 

Fachkonferenz am 21. und 22. November in Berlin

Auf der Fachkonferenz Forum Neue Energiewelt am 21. und 22. November 2019 in Berlin wird Julia Badeda einen Impulsvortrag zum Thema Dunkelflaute halten. Er basiert unter anderem auf der Arbeit von Robin Beer, einem wissenschaftlichen Mitarbeiter am Forschungszentrum Jülich.

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Ärzte fordern Sofortmaßnahmen von Bund und Ländern

Gebäudereport 2019 Der Befund im Gebäudereport 2019 ist nicht neu, aber Jahr für Jahr ändert sich nichts: Die Wärmewende kommt nicht voran. Die Deutsche Energie-Agentur (Dena) zeigt das in ihrem aktuellen Report wieder auf.

Gebäudereport 2019 dokumentiert Energieverbrauch im Gebäudebestand

Der Energieverbrauch für Raumwärme und Warmwasser in Wohn- und Nichtwohngebäuden betrug im Jahr 2017 deutschlandweit 870 Terawattstunden. Er liegt damit trotz politisch angestrebter Einsparungen sogar leicht über dem Niveau von 2010 mit 865 Terawattstunden. Den Stillstand beim Energiesparen dokumentiert der Gebäudereport 2019. Er enthält Analysen und Daten zum Gebäudebestand und seinem Energieverbrauch. Grund dafür sind laut Dena vor allem fehlende Anreize für Sanierungsmaßnahmen und den Einsatz von innovativen Technologien. “Die Sanierungsrate stagniert weiter bei etwa einem Prozent pro Jahr, obwohl zum Erreichen der Klimaziele mindestens 1,5 Prozent notwendig wären”, sagt Dena-Geschäftsführer Andreas Kuhlmann. Immerhin bestünde durch das Klimaschutzprogramm 2030 der Bundesregierung die Aussicht auf einen Kurswechsel und eine neue Dynamik im Markt.

Laut Gebäudereport 2019 werden Klimaziele nicht erreicht

“Es ist höchste Zeit, dass die Energiewende im Gebäudebereich wieder Fahrt aufnimmt”, erklärt Kuhlmann, “Im vergangenen Jahrzehnt ist wenig passiert.” Ohne zusätzliche Anstrengungen werden die Treibhausgasemissionen im Gebäudebereich nach Schätzungen der Dena im Jahr 2030 um bis zu 28 Millionen Tonnen über dem angestrebten Wert von 70 bis 72 Millionen Tonnen liegen. Der Gebäudereport 2019 nennt verschiedene Maßnahmen und Technologien, mit denen die Klimaziellücke im Gebäudebereich geschlossen werden kann. Dazu gehören zum Beispiel innovative Geschäftsmodelle wie serielles Sanieren und Energiespar-Contracting, die schnelle Markteinführung von strombasierten, erneuerbaren Brennstoffen, digitale Lösungen und Künstliche Intelligenz für mehr Energieeffizienz.

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