Thermochemische Lösungen für die Energiewende – Positionspapier

Mehr als 50 Professoren und Professorinnen von führenden deutschen Universitäten und außeruniversitären Forschungseinrichtungen empfehlen eine technologieoffene Herangehensweise auf dem Weg zu einem globalen klimaneutralen Energiesystem. Ein von Ingenieurwissenschaftlern der Technischen Universität Darmstadt, der RWTH Aachen und der Universität Duisburg-Essen erarbeitetes Positionspapier lenkt das Augenmerk auf die thermische Nutzung chemischer Energieträger. Diese seien neben der elektrochemischen Energiewandlung unverzichtbar für eine sichere Stromerzeugung und Energieversorgung von Fahrzeugen, Industrie und Wohngebäuden.

„In der derzeitigen Klimaziele-Diskussion ist es wichtig, verschiedene technische Optionen, die aus ökologischer und ökonomischer Sicht für unsere Gesellschaft unverzichtbar sind, parallel fortzuentwickeln“, sagt Maschinenbau-Professor Andreas Dreizler, federführender Autor des Positionspapiers und Mitglied der Profilbereiche „Energiesysteme der Zukunft“ und Thermofluids & Interfaces an der TU Darmstadt. Mit ihm plädieren rund 50 international renommierte Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen, die zu chemisch reaktiven Strömungen und Energieverfahrenstechnik forschen, für einen starken Ideen-Wettbewerb. „In Forschung und Entwicklung wünschen wir uns von der Politik Leitplanken, nicht jedoch vorgegebene Technologiepfade.“ Die Autoren begrüßen das von der EU-Kommission heute vorgestellte EU-Förderprogramm für die Wasserstofftechnologie, ebenso wie die Nationale Wasserstoffstrategie der Bundesregierung, sehr. Mit ihrem Positionspapier wollen sie zusätzlich Optionen aufzeigen, mit denen die Ingenieur- und Naturwissenschaften Herausforderungen, die der Umbau unserer Energiesysteme bedingt, verantwortungsbewusst bewältigen wollen. Sie weisen auf die in Deutschland umfangreich vorhandene Expertise zu thermochemischen Energietechnologien hin.

Das Positionspapier skizziert einen schrittweisen Umbau des Energiesystems mit Hilfe chemischer Energieträger in Richtung Klimaneutralität. Verfahren zur thermochemischen und elektrochemischen Energieumwandlung von Brennstoffen, wie sie beispielsweise in Gaskraftwerken und Brennstoffzellen praktiziert werden, sollen fortentwickelt werden. Gasturbinen in der Stromwirtschaft oder Hybridantriebe in Fahrzeugen seien auch weiterhin sinnvoll und notwendig, um die angestrebten Ziele in der Reduktion der Klimaerwärmung zu erreichen. Bisher eingesetzte fossile Energieträger müssten jedoch zunehmend durch regenerativ erzeugte, zum Beispiel CO₂-neutrale synthetische Kohlenwasserstoffe ersetzt werden. Der Anteil kohlenstofffreier chemischer Energieträger wie Wasserstoff, der mit erneuerbarer Energie erzeugt wurde, soll zunehmen.

Die Autoren heben hervor, dass ein rein auf elektrische Antriebe und Speicher ausgerichtetes Energiesystem den Bedarf nicht zuverlässig decken kann. Wichtige nachhaltige Energiequellen wie Windkraft und Photovoltaik unterliegen Produktionsschwankungen. Es mangelt an Kapazitäten, um elektrische Energie in großem Umfange zu speichern. Der Einsatz chemischer Energieträger aus regenerativen Quellen zur Rückverstromung in Kraftwerken sei eine notwendige Komponente des Energiesystems nach Atom- und Kohleausstieg. Auch im Luft- und Schiffsverkehr können synthetische Treibstoffe einen Beitrag zur Energiewende leisten.

Nach Ansicht der Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen sollte gerade in Deutschland die Forschung und Entwicklung beispielsweise an Energiekonvertern für den Betrieb mit nicht-fossilen Brennstoffen und an Anlagen mit hohen Wirkungsgraden und geringen Schadstoffemissionen vorangetrieben werden.

„Das Positionspapier bringt auf den Punkt, dass wir Ingenieur- und Naturwissenschaftlerinnen und -wissenschaftler Verantwortung übernehmen, um ein vielfältiges, belastbares Energiesystem zu entwickeln, das auf Brennstoffe fossilen Ursprungs verzichtet“, sagt die Vizepräsidentin für Forschung der TU Darmstadt, Professorin Barbara Albert. „Die Forschung an der TU Darmstadt ist so aufgestellt, dass sie zum Gelingen der Energiewende auf verschiedenen Technologiepfaden beiträgt. CO₂-freie beziehungsweise -neutrale Verbrennung, Brennstoffzellen, Solarzellen und Kondensatoren sind wichtige Themen, an denen wir mit großem Einsatz forschen.“

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