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Unter Strom: Innovative Energie-Erzeugung gefordert!

Glühbirne mit alternativen Energiegewinnungsformen drauf und "drin"

Werner Müller auf den Spuren des Megatrends:

ENERGIE, KLIMAWANDEL & NACHHALTIGKEIT
Innovative Energieerzeugung


Alternativen für eine gelingende Energiewende gesucht – und gefunden


Elektrische Energie wird immer mehr "die" zentrale Energieform, mit der wir leben. Umso mehr sind wir auf zukunftsfähige Methoden der Stromerzeugung angewiesen, die eine möglichst flächendeckende und vor allem nachhaltige Energieversorgung gewährleisten.


Auch wenn die Förderung fossiler Brennstoffe zunehmend aufwendiger wird, decken Kohle, Uran, Erdöl und Erdgas nach wie vor den Großteil unseres Energiebedarfs. Um die Versorgung und den wachsenden weltweiten Bedarf nachhaltig sicherzustellen, müssen alternative Quellen erschlossen werden. Die gute Nachricht: Erneuerbare Energiequellen sind im Vormarsch, und mittlerweile gibt es auch zahlreiche Möglichkeiten, Strom aus Wasserkraft, Solar- und Windenergie sowie Biomasse und Geothermie zu gewinnen.

Werner Müller – Energieexperte und Innovationsscout bei in-manas – zeigt uns an drei Beispielen, welche innovativen Ansätze es neben den "Klassikern" noch gibt, um uns ohne fossile Rohstoffe "unter Strom" zu setzen. Dabei spielen Strahlungswärme und – paradoxerweise – das Entzünden von Ölbohrlöchern eine Rolle. Ja, selbst „aus dem Nichts“ kann man Elektrizität gewinnen. Doch lesen Sie einfach selbst ...


BEISPIEL 1:
Strahlungswärme in Strom verwandeln


Schätzungen zufolge werden bis zu zwei Drittel der eingesetzten Energiemenge als Hitze verschwendet, die von Laptops, Automotoren, Smartphones, Beleuchtungen oder Kühlschränken abgegeben wird. Das altbekannte Prinzip der Thermoelektrik – der Gewinn von elektrischer Spannung aus einer Temperaturdifferenz innerhalb eines Stromkreises – litt bis dato am einstelligen Wirkungsgrad und blieb daher auf Nischenanwendungen beschränkt. Forscher der University of Utah haben eine Methode entwickelt, Hitze effizienter in Elektrizität umzuwandeln, als dies bisher möglich war. Dazu haben sie einen 25 Quadratmillimeter großen Chip konzipiert, der aus zwei Silizium-Mikroplättchen besteht, die mit einem minimalen Abstand von 100 Nanometern aneinandergelegt sind – das entspricht einem Tausendstel der Dicke eines menschlichen Haars. Denn je näher einander die Flächen kommen, desto mehr Elektrizität fließt zwischen ihnen. Im Vakuum wird eine Oberfläche erhitzt, die andere gekühlt, sodass der dadurch einsetzende Temperaturausgleich Elektrizität generieren kann. In Zukunft könnte diese Technologie zum Beispiel dazu verwendet werden, tragbare Geräte wie Laptops oder Smartphones zu kühlen und die Wiedererwärmung zum Laden der Akkus zu nutzen. [2]


BEISPIEL 2:
Grüner Wasserstoff durch Entzünden von Ölbohrlöchern


Die Ölindustrie experimentiert seit Jahrzehnten mit kontrollierten unterirdischen Bränden. Das Feuer wird durch Luft oder Sauerstoff gespeist, die in den Boden gepumpt werden, und setzt Gase frei, die Öl in Richtung der Bohrlöcher drücken. Anfang der 1980er-Jahre entstanden bei Versuchen auf einem Ölfeld in Kanada als Nebenprodukt erhebliche Mengen an Wasserstoff. Damals kümmerte sich niemand darum, aber der Fund war der Keim für die Idee, die ein Unternehmen namens Proton Technologies als Grundlage ihres Geschäftsmodells übernahm. Die ersten Schritte waren die Verwendung von Dampf, um ein Ölvorkommen auf etwa 250°C zu erhitzen, und das Einpumpen von Luft oder Sauerstoff, um die Verbrennung zu starten. Die Hitze "bricht" die langen Kohlenwasserstoffketten des Öls in kleinere Stücke und erzeugt erst nur kleine Mengen an Wasserstoff. Erreicht das Feuer jedoch Temperaturen über 500°C, reagiert der eingespritzte oder im heißen Reservoir selbst entstehende Wasserdampf mit den Kohlenwasserstoffen zu einem Synthesegas: einer Mischung aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Die Zugabe von mehr Wasser zum Synthesegas löst eine Endreaktion aus, bei der CO2 und größere Mengen Wasserstoff entstehen. Proton Technologies hofft, in den kommenden Monaten kommerzielle Mengen an Wasserstoff zu erzeugen, und prognostiziert, das Gas schließlich um 10 bis 50 Cent pro Kilogramm produzieren zu können – deutlich billiger als die derzeitigen Quellen. [3]


BEISPIEL 3:
Elektrizität aus der Luft


Wissenschaftler an der Universität von Massachusetts Amherst haben ein Gerät entwickelt, das ein natürliches Protein zur Erzeugung von Elektrizität aus der Luftfeuchtigkeit verwendet. Diese neue Technologie könnte erhebliche Auswirkungen auf die Entwicklung der erneuerbaren Energien, den Klimawandel und die Zukunft der Medizin haben. In den Laboratorien wurde ein als "Air-gen" oder "luftbetriebener Generator" bezeichnetes Gerät mit elektrisch leitfähigen Protein-Nanodrähten entwickelt, die von einer Mikrobe namens Geobacter produziert werden. Diese Drähte produzieren Strom, sobald sie mit Wasser in Berührung kommen. Der Air-gen verbindet Elektroden mit den Protein-Nanodrähten so, dass Luft durchströmen kann und aufgrund des darin enthaltenen Wasserdampfs elektrischer Strom erzeugt wird. Die aktuelle Generation von Air-gen-Geräten ist in der Lage, kleine Elektronikgeräte zu betreiben. Ein nächster Schritt wird die Entwicklung eines kleinen Air-gen-"Patches" sein, der elektronische Geräte wie Gesundheits- und Fitnessmonitore und intelligente Uhren mit Strom versorgen kann, wodurch herkömmliche Batterien überflüssig würden. [4]


Das war also ein kleiner Auszug alternativer Energiegewinnungsmöglichkeiten – Fortsetzung folgt. Ein Blick in die Zukunft verrät, dass die Entwicklungen in Richtung Biochemie gehen: Kraftstoff aus Algen, Wasserstoff durch Bakterien oder Osmose-Kraftwerke an Flussmündungen sollen effizientere Methoden der Energiegewinnung ermöglichen. [5] Und das ist gut so. Denn wir stehen definitiv "unter Strom" ... Die Energiewende sollte nicht mehr länger auf sich warten lassen.

Werner Müller und das gesamte in-manas-Team

II



QUELLEN UND LESETIPPS

[1] Verteilung der weltweiten Energieerzeugung nach Energieträger im Jahr 2018

[2] Beat the heat

[3] Company to harvest green hydrogen by igniting oil fires undergroundn  

[4] New Green Technology from UMass Amherst Generates Electricity ‘Out of Thin Air’ 

[5] Alternative Energie: Mit diesen Quellen kann die Energiewende gelingen 

 


UND NOCH EIN HINWEIS IN EIGENER SACHE

Neben unseren digitalen Management- & Consulting-Assistenzsystemen haben wir auch einen Innovationskompass, der Sie durch die neuesten branchenrelevanten Innovationen & Trends "führt". Wenn Sie mehr darüber erfahren möchten, dann melden Sie sich doch einfach bei uns. 
 

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Der Autor

Foto: Werner Müller
Werner Müller
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Der "energiegeladene" und erfahrene Unternehmensberater ist bei in-manas nicht nur als Associate Partner tätig, sondern begibt sich auch für unseren Innovationskompass laufend auf die Suche nach den neuesten Entwicklungen in den Bereichen "Chemie & Rohstoffe", "Produktion & Mechatronik" sowie "Energie & Umwelt". Zudem gehören "Medizin & Gesundheit" und "Architektur & Bau" zu seinen Interessensgebieten. Immer wieder lassen wir Sie im Rahmen dieser Blogserie an ausgewählten Recherche-Ergebnissen bzw. Innovation Insights teilhaben.