Fragen und Antworten zu Energiethemen

Dieser Beitrag darf – mit Quellenangabe – gerne zitiert werden.

Juli 2009
Frage:
Gibt es eine Chance, dass wir einmal wirklich CO₂-neutrale Treibstoffe haben?

Antwort:

Ein Ansatz dazu sind Agro-Treibstoffe. Diese sind aber bezüglich der lokalen Ökologie und wegen der Konkurrenz zur Nahrungsmittelproduktion nicht unproblematisch. Die Prioritätenfolge →"Teller – Trog – Tank" muss eingehalten werden, was das Ressourcenpotenzial einschränkt. Überdies ist die natürliche Produktion von Biomasse recht ineffizient: Weniger als 1 % der auf die Anbaufläche einfallenden Solarstrahlung werden genutzt.

Fahrleitungsunabhängige rein elektrische Antriebe sind wegen des nach wie vor großen Leistungsgewichtes der Batterien Nischenprodukte. Vor allem den Sprung in den Flugverkehr werden sie, auch bei erfolgreichem Verlauf von Bertrand Piccards Projekt →"Solar Impulse", kaum schaffen.

Weit mehr verspricht die solare Erzeugung von Treibstoffen. Die Erzeugung von Wasserstoff via Fotovoltaik und Elektrolyse ist Stand der Technik und erreicht einen Wirkungsgrad von rund 10 %. Der Transport und die Speicherung von gasförmigem Wasserstoff ist aber sicherheitstechnisch nicht unproblematisch.

Daher gibt es Forschungsprojekte, die auf die solare Erzeugung besser handhabbarer Energieträger abzielen. Ein Beispiel ist das Projekt →SOLZINC; ein EU-Projekt, das von der Professur für erneuerbare Energieträger der ETH Zürich und vom Paul Scherrer Institut PSI gemeinsam bearbeitet wird. Es beruht darauf, dass durch eine solarthermische Reaktion Zinkoxid zu Zink reduziert wird. Dieses kann als Energieträger transportiert werden und liefert vor Ort durch Hydrolyse Wasserstoff. Das dabei wieder entstehende Zinkoxid wird rezykliert.

Die folgende Figur zeigt die stöchiometrische Berechnung, wie sie anhand der verfügbaren Projektangaben nachvollzogen wurde. Man erkennt, dass alle Stoffflüsse vollständig geschlossen sind. Der Vergleich mit dem Benzin zeigt aber auch, dass der Zink-Treibstoff (inklusive Wasser) etwa 15-mal mehr Gewicht und 4-mal mehr Volumen aufweist. Dennoch wäre er jeder elektrischen Batterie überlegen. Kommt dazu, dass die Projektbearbeiter von einem erreichbaren Wirkungsgrad (von der Solarstrahlung bis zum nutzbaren H₂) von über 40 % ausgehen. Damit ist der Prozess auch für die stationäre H₂-Erzeugung interessant.

Für den Straßenverkehr scheint mir SOLZINC ein viel versprechender Weg zu sein. Für den Flugverkehr allerdings steht die "zündende" Idee noch aus.