MDR KLIMA-UPDATE | 17. Februar 2023 Zukunft, Transformation, Energie

Liebe Freunde des guten Klimas,

In dieser Woche gab es spannende Nachrichten aus Sachsen-Anhalt. Halle bekommt ein Zukunftszentrum. Das soll ein Ort werden, an dem "die Erfahrungen und Leistungen der Menschen aus und in Ostdeutschland in den letzten 30 Jahren sichtbar gemacht werden". Und gleichzeitig eine Heimstätte für zukunftsweisende "Forschung über Bedingungen für eine Transformation von Wirtschaft und Gesellschaften". Transformation – hier eigentlich ein Dauerzustand. Wäre gut, wenn er nicht wieder so disruptiv ablaufen würde wie Ende des vergangenen Jahrhunderts. Holen wir uns also Rat bei Forschung und Wissenschaft, die ja in Halle quasi ihren Hauptsitz hat, mit der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina – was für ein Zufall. Gestern war ich dort, denn es ging um die Zukunft, die Zukunft der Energie. Die geht ja bekanntlich nie verloren, sie wechselt nur ihren Zustand.

Aber bevor wir darauf schauen, gibt es die ...

… Mikrogramm pro Kubikmeter, das ist der Jahresmittelgrenzwert für Stickstoffdioxid in Deutschland. Und die gute Nachricht: Nur in zwei deutschen Städten wurde er im Jahr 2022 überschritten, in München und Essen. Das meldet das Umweltbundesamt (UBA) in Dessau. "Das ist zunächst sehr erfreulich", sagte UBA-Präsident Dirk Messner. Er meint damit, dass es noch saubere Luft nach oben gibt. Denn die geltenden Grenzwerte für Feinstaub und Stickstoffdioxid seien vor mehr als 20 Jahren festgelegt worden und entsprächen nicht den heutigen wissenschaftlichen Erkenntnissen. Die WHO empfiehlt einen Grenzwert von zehn Mikrogramm pro Kubikmeter für das Reizgas, das eine echte Gefahr für unsere Gesundheit ist. Diesen strengeren Richtwert hielten rund drei Viertel aller Messstationen vor allem in Ballungsräumen und Städten nicht ein, so das UBA.

Erinnern Sie sich noch an Ihren Physikunterricht? Ich gebe zu, da ist einiges verloren gegangen, aber keine Energie. Denn die kann ja nicht verlorengehen. Wir können sie auch nicht erschaffen #Energieerhaltungssatz. Aber wir können sie umwandeln, und so wird dann aus Erdgas, Erdöl, Kohle oder Wasserdampf in Atomkraftwerken elektrische Energie. Ersteres ist ökologisch problematisch, letzteres technologisch und was die Folgekosten angeht. Daher ist der Plan: Wir setzen auf Erneuerbare Energie. Aber die Sonne scheint nur tagsüber und der Wind ist auch unsteter Geselle – vor allem an Land. Dunkelflaute! Blackout! Brownout! Sie kennen die Begriffe, die vor allem im Winter gern verwendet werden. Und jetzt? Wenn wir mehr erneuerbare Energie produzieren, funktioniert das nur, wenn wir genügend davon zwischenspeichern können. Und hier liegt das Problem – nicht. Energiespeichertechnologien gibt es in rauen Mengen, wie mein Kollege Clemens Haug im Dezember berichtete.

Und das meiste davon hat schon seine Praxistauglichkeit bewiesen. Womit wir wieder bei der Leopoldina sind. Die hatte am 16. Februar Forscher eingeladen, um die Frage zu beantworten: verlässliche Stromversorgung dank Energiespeicher? Die Antwort: Kein Problem, wenn wir wollen. Da die vielen Ideen diesen Newsletter sprengen würden, haben wir sie in einem Extra-Artikel zusammengefasst.

Für alle, die nicht so viel Zeit haben, hier beispielhaft vier Ideen für die Energiespeicherung

Wasserstoff – der Klassiker. Vermutlich wird das Element (mit 70 Prozent das häufigste im Universum) auch bei der Energiespeicherung die größte Rolle spielen, wenn auch manchmal in Verkleidung etwa als Ammoniak.

Power to X – die Herstellung synthetischer Brenn-, Kraft- und Grundstoffe aus elektrischer Energie.

Meerwasser – besser gesagt, das darin enthaltene Natrium. Das hat eine deutlich höhere Energiedichte als etwa Wasserstoff. Und bei der Herstellung fallen nebenbei Wasser und Chlor an. Kann man beides auch gut gebrauchen.

Wärme – aber anders als Sie es bisher kennen. Das Prinzip heißt Carnot-Batterie. Eine mit erneuerbarer Energie betriebene Wärmepumpe erhitzt ein Medium (Wasser, Salz, Steine), eine Dampfturbine kann diese Energie bei Bedarf wieder in Strom verwandeln.

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Donnerstag, 23. Februar – Magdeburg

Das Bürgerforschungsschiff Make Science Halle ist derzeit in Magdeburg vor Anker. Bei der offenen Bordtür erfahren Sie alles über die blaue Bioökonomie. Infos und Anmeldung

Donnerstag, 23. Februar – Online

Wie kann sozial-ökologische Transformation gelingen und was können die Kirchen in Mitteldeutschland für Impulse geben? Das Bistum Magdeburg lädt an drei Abenden im Februar und März zur Diskussion. Die Reihe startet am 23. Februar um 18 Uhr. Überblick über Themen und Termine

Mittwoch, 1. März – Malschwitz/OT Wartha

Der BUND Sachsen lädt vom 1.3. bis 7.5. zur Ausstellung "Insekten in Gefahr – Ein Rückgang mit Folgen" im Biosphärenreservat Oberlausitzer Heide- und Teichgebiet im 'Haus der Tausend Teiche'. Der Eintritt ist frei, alle Infos hier.

Freitag, 3. März – weltweit

Am 3. März 2023 findet weltweit der nächste globale Klimastreik von Fridays for Future statt. 

Anstieg des Meeresspiegels: Zehn Prozent der Menschheit besonders gefährdet

Die Auswirkungen des steigenden Meeresspiegels werden laut Angaben der UNO entsetzlich sein. UN-Generalsekretär António Guterres warnte am Dienstag im Sicherheitsrat vor einem "Massensterben biblischen Ausmaßes" aufgrund des durch die Erderwärmung verursachten Meeresspiegelanstiegs und forderte Änderungen im Flüchtlings- und Völkerrecht für die Betroffenen. 900 Millionen Menschen in tiefliegenden Küstengebieten – oder einer von zehn Menschen auf der Erde – sind laut der UNO besonders in Gefahr. Guterres warnte, "Ganze Länder könnten für immer verschwinden." Laut UN-Klimaexperten stieg der Meeresspiegel zwischen 1900 und 2018 um 15 bis 25 Zentimeter. Im Szenario einer Welt, die im Vergleich zur vorindustriellen Ära im Jahr 2100 zwei Grad wärmer wäre, wird er voraussichtlich um weitere 43 cm steigen. Bei plus drei oder plus vier Grad Celsius könnten es bis zu 84 Zentimeter sein. 

Antarktische Meereisbedeckung so gering wie noch nie

Die Meereisausdehnung in der sommerlichen Antarktis hat am 8. Februar 2023 ein Rekordminimum erreicht: Satellitendaten zeigten, dass nur eine Fläche von 2,2 Millionen Quadratkilometern des Südlichen Ozeans von Meereis bedeckt sei, teilte das Bremerhavener Alfred-Wegener-Institut (AWI) mit. Damit sei das bisherige Minimum seit Beginn der Aufzeichnungen im Jahr 1979 bereits unterschritten, obwohl die sommerliche Schmelzperiode voraussichtlich noch bis in die zweite Februarhälfte anhalte. Möglich sei daher ein noch merklich geringerer Wert. Das bisherige Minimum war mit 2,27 Millionen Quadratkilometern am 24. Februar 2022 gemessen worden. Die Meereisbedeckung in der Antarktis erreicht im Jahresverlauf im September oder Oktober ihren Höhepunkt und im Februar ein Minimum. Bei maximaler Ausdehnung beträgt sie nach Angaben des AWI im Allgemeinen bis zu 20 Millionen Quadratkilometer, im Sommer schrumpft sie auf rund drei Millionen Quadratkilometer. Eine mögliche Ursache für die vor allem in den letzten sechs Jahren beobachtete starke Eisschmelze seien die überdurchschnittlich warmen Lufttemperaturen westlich und östlich der Antarktischen Halbinsel.

Physiker lösen Haltbarkeitsproblem bei Solarzellen der nächsten Generation

Physiker in den USA haben eine Möglichkeit entwickelt, die Haltbarkeit von Perowskit-Solarzellen zu verbessern. „Perowskit-Solarzellen bieten aufgrund ihrer hohen Leistungsumwandlungseffizienz und niedrigen Herstellungskosten einen Weg, die Kosten für Solarstrom zu senken“, sagte Dr. Yanfa Yan, Professor an der University of Toledo.
Das Team entdeckte einen Inhaltsstoff, der die Haftung und mechanische Festigkeit verbessert. Die Forscher zeigten mit ihren Experimenten, dass Perowskit-Solarzellen, die mit 1,3-Bis(diphenylphosphino)propan (DPPP), einem Diphosphin-Lewis-Basen-Molekül, behandelt wurden, eine hohe Leistungsumwandlungseffizienz beibehielten und eine überlegene Haltbarkeit nach kontinuierlichem Betrieb unter simulierten und Außenbedingungen aufwiesen. Die Forscher wollen jetzt einen Prototyp zur kommerziellen Nutzung entwickeln.
Die Technik muss jahrzehntelang im Freien bei jedem Wetter und jeder Temperatur bestehen, ohne zu korrodieren oder auszufallen. „Diese Herausforderung ist kein Hindernis mehr für die Nutzung des Potenzials von Perowskit-Solarzellen“, sagte Yan. 

• Chongwen Li et. al Rationales Design von Lewis-Basen-Molekülen für stabile und effiziente invertierte Perowskit-Solarzellen

landen wir doch wieder beim Speichern. In dieser Woche bekam ich regelmäßig Mails von meinem Mail- und Cloudanbieter, mein Speicher sei voll, ich könne aber gegen einen kleinen monatlichen Obolus jede Menge dazukaufen. Ich habe mich dann für einen neuen USB-Stick entschieden (das Wochenende wird regnerisch, da kann man gut Bilder und Videos wegspeichern).

Ein Terrabyte für 50 Euro, Wahnsinn. Mein erster Rechner Anfang der 90er-Jahre hatte 250 MB auf der Festplatte und gigantische 4 MB Arbeitsspeicher. Den zu verdoppeln hat mich damals 150 D-Mark gekostet. Wenn man das hochrechnet auf ein Terrabyte, dann hätte mich das Upgrade lediglich 40 Millionen DM gekostet.

Gar nicht auszudenken, wenn es uns gelänge, auch bei der Energiespeicherung solche Sprünge zu machen.

Schönes Wochenende,
Gerald Perschke

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