Der Tag geht, die Grünstromlücke kommt

Der Tag geht, die Grünstromlücke kommt. Es erinnert etwas an die Werbung für die Whisky Sorte Jonny Walker. Da ging der Tag und das Getränk kam, jedenfalls hatten schlaue Werber sich diesen Spruch ausgedacht. Der Juli bleibt bisher sehr windarm. Der Peak wurde am 01.07.2021 erreicht, da kamen etwa 15 GW Leistung durch Wind zusammen. Seitdem flacht die Kurve ab.

(Abbildung: Screenshot Agora-energiewende.de)

Wenn dann zum Abend die Stromerzeugung aus Photovoltaik verständlicherweise verschwindet, dann müssen fossile Energieträger übernehmen. So geschehen am 04.07.2021 gegen 22:00.

(Abbildung: Screenshot Electricitymap.org)

Wind erbrachte 5,6 GW Leistung, die Sonne hingegen Null. Kohle und Kernenergie kamen auf 25 GW Leistung. Ungeklärt ist nach wie vor, wer diesen Anteil liefern soll, wenn beide Quellen demnächst nicht mehr zur Verfügung stehen. Wir erinnern gern noch einmal an die Umweltministerin Schulze mit einem Zitat aus dem Sommer 2020:

„Jetzt ist Deutschland weltweit das erste Industrieland, das sowohl die Atomenergie als auch die Kohle hinter sich lässt. Wir setzen auf die vollständige Energieversorgung aus Sonnen- und Windkraft”

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Greenpeace feiert ein Video, in dem sich ein Exxon-Lobbyist dafür preist, dass Exxon versucht Senatoren in den USA zu beeinflussen, weniger für den Klimaschutz zu unternehmen. Die New York Time bringt die Story über Schattengruppen, die Einfluss nehmen sollen. Man fragt sich allerdings, wo denn nun der große Unterschied zu anderen Lobbybemühungen besteht? Zum Artikel geht es hier lang.

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Polens Pläne für Kernkraftwerke werden konkreter. Der RBB berichtet.

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Heise berichtet, dass Honda die Produktion seines Wasserstoffautos FSX Clarity einstellt. Nur 1.900 Exemplare konnten seit 2016 verkauft werden.

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Lithium, das für den Bau von Batterien dringend gebraucht wird, hat keinen guten Ruf, was die Schädigung der Umwelt beim Abbau angeht. Enformer, der Energieblog von RWE, berichtet über die Ideen, Lithium aus Wasser des Oberrheingrabens zu gewinnen.

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Noch einmal das Thema Annalena Baerbock. Meedia ordnet die Kritik der Grünen an den Medien ein: “Nein, liebe Grüne, das ist keine Schmutzkampagne, das ist normale Medienarbeit”

Die FAZ widmet dem Thema einen ganzen Podcast und interviewt Stefan Weber, der die Plagiate entdeckt hat und spricht mit dem Herausgeber des FAZ Feuilleton Jürgen Kaube, der auch Sachbuchautor ist. Zum Podcast bitte hier entlang. Beide Links sind Stand 02.07.2021 – bilden möglicherweise nicht mehr den tagesaktuellen Standrund um das Thema ab.

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Die Klimaliste tritt zur Bundestagswahl an, allerdings nur mit Direktkandidaten. Es wurde außerdem eine Bundespartei gegründet. Bei den Landtagswahlen in Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz spielte die Gruppierung keine Rolle. Weiterlesen hier.

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Dieser Text aus der FAZ stammt schon aus 2019, er ist aber immer noch sehr aktuell. Es geht um das Verhältnis der Grünen zur Wissenschaft. Die Wissenschaft wird gelobt und es wird aufgerufen, ihr zu folgen, allerdings nur, wenn es ins eigene Narrativ passt. Um aber die eigene Wählerklientel nicht zu verschrecken, die um Mitternacht bei Vollmond Kühhörner in Ostwest-Richtung im eigenen Garten vergräbt, um die eigene Gurkenernte zu verbessern, lässt man besser die Finger von so mancher wissenschaftlicher Erkenntnis.

“Als in der taz ein kritischer Artikel zur Homöopathie erschien, schoss die Bundestagsabgeordnete Ulle Schauws scharf gegen das Blatt. Sie warf der Zeitung vor, sich in eine Kampagne einzureihen, die – Achtung, Verschwörung! – nur der Pharmaindustrie nutzen könnte.

… diese Strategie hat Methode bei den Grünen: Jede Wetterschwankung wird gleich als Beleg für die Klimakrise umgedeutet. Dauert eine Wetterphase einmal länger, wird das als Zeichen einer gestörten Höhenströmung interpretiert, wonach der Jetstream sich häufiger verhakt und nicht von der Stelle kommt. Doch was da als ein Faktum behandelt wird, ist lediglich Hypothese. Dass sich der Jetstream infolge des Klimawandels verändert, ist nur in Klimamodellen simuliert worden – im realen Wetter ist ein gestörter Jetstream bislang nicht belegt. Die Grünen geben sich mit gesicherten Erkenntnissen der Klimaforschung nicht zufrieden, statt die klaren Botschaften zu transportieren, berufen sich auf umstrittene Theorien und mitunter groteske Zusammenhänge.”

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Mai und Juni verhalten sich in Deutschland in den letzten 30 Jahren vollkommen unterschiedlich: der Mai wird kälter, der Juni wird wärmer.

Und jetzt noch ein Blick auf die Globaltemperatur (UAH, Roy Spencer).

Der Juni war etwas kälter als der langjährige Durchschnitt von 1991-2000.

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Leserzuschrift von Dieter Hammer:

Im Blog vom 3. Juli 2021 gaben Sie einen Hinweis aus der FH Kiel zu Innovativen Geschäftsideen rund um Pflanzenkohle. Hierzu möchte ich anmerken:

Wie ich bereits mit Herrn Prof. Dr. Schmidtkunz gemeinsam als Herausgeber des Themenhefts 5 „Chemie der Kohle“ der Zeitschrift Naturwissenschaften im Unterricht -CHEMIE/PHYSIK vom 15.Mai 1981 in meinem dortigen Artikel „Kohlechemie – Skizze für eine Unterrichtseinheit – S. 193ff) als auch in Vorträgen bei der GDCP und der GDCh-FG Fachdidaktik Chemie im gleichen Jahr gezeigt habe, kann eine Pyrolyse (wärmeaufnehmender also endothermer Vorgang) organischer Substanzen (also CHX-Verbindungen, also ein Kohlenwasserstoff auch mit weiteren Elementen X) wie Biomasse – und dazu kann auch Kohle oder auch andere organische Stoffe wie Kunststoffe oder Reifengummi etc…gerechnet werden – als Disproportionierung (Red-Ox-Reaktion) beschrieben werden. Eine Red-Ox-Reaktion ist eine Reaktion, bei der ein Stoff in eine oxidative und in eine reduktive Komponente „zerfällt“. Mit KW = Kohlenwasserstoff kann damit nämlich: folgende Prinzip -Gleichung formuliert werden:

KW reagiert endotherm zu KW(Hreich) und KW(H-arm).

KW(Harm) – die oxidierte Wasserstoff arme Komponente –  ist im Extremfall Koks oder die sog. Pflanzenkohle. KW(Hreich) – die reduzierte Wasserstoff reiche Komponente  –  sind dann die  flüssigen oder gasförmigen Kohlenwasserstoffe. z.B. Methan/CH4..Und der endotherme (Wärme aufnehmender) Vorgang wird durch Erwärmung/Pyrolyse/exothermer Vorgang gesteuert.

Bei der Vergärung von Biomasse (KWX) entsteht neben Kohlendioxid CO2 auch Methan/CH4  als KW(Hreich) und das dabei entstehende KW(Harm) Festprodukt findet andere Anwendungen. Auch dieser Vorgang der Biomassenvergärung gehorcht damit auch obiger Prinzip-Gleichung. wobei insbesondere das bei der Vergärung exotherm entstehende Kohlendioxid CO2  (Umkehrreaktion zur endothermen Fotosynthese) die Wärmequelle für den endothermen Prozess ist, der im Bioreaktor u.a. zur Methanerzeugung führt.

Sind neben Kohlenstoff und Wasserstoff noch andere Elemente in dem zu pyrolysierenden Stoff (z.B. Kohle oder Biomasse) vorhanden, so entstehen weitere Stoffe. Im Fall der Kohlepyrolyse zu Koks sind/waren diese Stoffe bekannterweise  sehr interessant aber u.a. sehr giftig und krebserregend. Mir ist bisher nicht bekannt, ob bei der Biomassenpyrolyse diese Stoffe auch erkannt wurden. Bei der mittelalterlichen Holzpyrolyse dürften diese Stoffe wohl mit dem Rauch des Brands (exotherme Quelle für den endothermen Vorgang) abgegangen sein.

Inwieweit heute eine industrielle Biomassenpyrolyse sinnvoll ist, wird sich dann ergeben, wenn es gelingt, den Prozess so zu führen, dass die möglichen giftigen Stickstoff- und Schwefelverbindungen, die auch bei der Biomassenpyrolyse entstehen können -schließlich enthalten auch Pflanzen Stickstoff und Schwefel, – abgetrennt und mögliche andere z.B. aromatische Kohlenwasserstoffe (diese entstehen bei der Kohlepyrolyse und sind bekanntermaßen Krebs erzeugend ) nicht entstehen oder auch abgetrennt werden  können.. 

Diese oben erkannte Prinzip-Gleichung der Kohlechemie ist allgemein anwendbar und ihre Anwendung steuert sich je nach politischem Ziel. Ich möchte damit das heutige Ziel „Pflanzenkohle als nachhaltiges Produkt“ nicht in Frage stellen, sondern darauf hinweisen, dass diese Prinzip-Gleichung in unserer Vergangenheit zu anderen Zielen benutzt wurde.

Mit freundlichem Gruß

Hans Dieter Hammer

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FH Aachen am 22.6.2021:

E-Flieger: Land fördert Projekt von FH und Westflug

Der Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik der FH Aachen startet gemeinsam mit der in Merzbrück ansässigen Flugschule Westflug ein Projekt zur Erforschung der Pilotinnen- und Pilotenausbildung mit den voll elektrisch angetriebenen Flugzeugen „Silent Air Trainer“. Mit der Förderung des Verkehrsministeriums NRW in Höhe von rund 810.000 Euro werden zwei moderne E-Flugzeuge sowie ein passender Flugsimulator angeschafft und das Forschungsprojekt durchgeführt.

Die Pilotinnen- und Pilotenausbildung in Deutschland erfolgt bislang ausschließlich mit Flugzeugen mit Verbrennungsmotoren. Diese verursachen nicht nur Lärm, sondern auch eine stetige Belastung für die Umwelt. Im Rahmen der Ausbildung am Verkehrslandeplatz Aachen-Merzbrück soll sich das jetzt ändern: Der Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik der FH Aachen startet gemeinsam mit der in Merzbrück ansässigen Flugschule Westflug ein Projekt zur Erforschung der Pilotinnen- und Pilotenausbildung mit den voll elektrisch angetriebenen Flugzeugen „Silent Air Trainer“. Mit der Förderung des Verkehrsministeriums NRW in Höhe von rund 810.000 Euro werden zwei moderne E-Flugzeuge sowie ein passender Flugsimulator angeschafft und das Forschungsprojekt durchgeführt.

Unter dem Namen „NEFT“ (Next Generation Electric-Flight Training) soll das Projekt am 1. Juli 2021 starten. Herausfinden möchte das Forschungsteam wie die Pilotinnen- und Pilotenausbildung mit E-Flugzeugen umgesetzt werden kann, welche Emissionen dadurch eingespart werden können und wie die Instandhaltung der elektrisch angetriebenen Flugzeuge in bestehende Wartungsprozesse integriert werden kann.

Der Verkehrslandeplatz Aachen-Merzbrück ist der Standort der Flugschule Westflug sowie auch Forschungs- und Lehrstätte für die FH Aachen. Bei NEFT ist die Anwendung genau das Ziel: Das Forschungsprogramm beinhaltet erstmalig die Erarbeitung eines Ausbildungs- und Wartungskonzeptes für E-Flugzeuge im Rahmen der europäisch einheitlichen Regeln und dessen wissenschaftliche Bewertung. In Aachen-Merzbrück werden die Grundlagen für eine neue Pilotinnen- und Pilotenausbildung erforscht, die Ergebnisse kommen allen Flugschulen zugute.

Verkehrsminister Hendrik Wüst: „Wir wollen, dass die Mobilität der Zukunft in Nordrhein-Westfalen nicht nur erforscht und entwickelt, sondern auch früh wie möglich angewendet wird. Leiser und sauberer Flugverkehr ist gerade in unserem hochverdichteten Ballungsraum wichtig. Wir schaffen dafür beste Forschungs- und Testbedingungen und fördern das Projekt ‚Next Generation Electric-Flight‘ in Merzbrück.“

„Jetzt gilt es, die Flieger zügig in die Luft zu bringen“, sagt Projektleiter Prof. Dr. Frank Janser vom Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik der FH Aachen. „Dieses zukunftsorientierte Forschungsprogramm ermöglicht es, dass Einsatzspektrum für eine emissionsfreie Pilotinnen- und Pilotenausbildung zu erforschen“, so Prof. Janser.

Auch Prof. Dr. Peter Dahmann, Projektleiter und Dekan des Fachbereichs Luft- und Raumfahrttechnik, ist erfreut über diese Möglichkeit: „Damit erweitern wir die Forschungsmöglichkeiten am Verkehrslandeplatz in Aachen-Merzbrück“.

„Elektrisch angetriebene Flugzeuge sind lärm- und schadstoffarm sowie – je nach Stromversorgung – CO2-neutral. Das entlastet nicht nur die Umwelt, sondern auch die Flugplatz-Anrainerinnen und -Anrainer“, fasst es Westflug-Geschäftsführer Walter Kampsmann zusammen. In der Flugschule Westflug werden seit 1963 Pilotinnen und Piloten ausgebildet. Seine 14 Fluglehrenden werden derzeit für die noch neue Generation Luftfahrzeug qualifiziert. Für Walter Kampsmann ist klar: „Die Leistungsdaten des Elektroflugzeugs lassen sich nahtlos in das bestehende Ausbildungskonzept integrieren.“
Leises, geräusch- und emissionsarmes Abheben mit einem Motorflugzeug ist damit in Aachen-Merzbrück nicht länger eine Zukunftsvision.

Weitere aktuelle Akteure, die an der Umsetzung des Projekts beteiligt sind, sind der Forschungsflugplatz Aachen-Merzbrück, der Flughafen Essen/Mülheim und der Flugplatz Bonn-Hangelar.

Prof. Dr. Marcus Baumann, Rektor der FH Aachen, zeigt sich sehr erfreut über den jetzt erkennbaren Einsatz für emissionsfreies und geräuscharmes Fliegen: „Ich bin unendlich stolz, dass wir schon bald durch die Unterstützung des Verkehrsministeriums NRW mit unserem Fachbereich Luft- und Raumfahrttechnik, der Flugschule Westflug einen ganz neuen Weg werden beschreiten können, der auch für unser Bundesland Nordrhein-Westfalen einen Meilenstein bezeichnet: Schon sehr bald werden wir an unserem gemeinsamen Forschungsflugplatz Merzbrück umweltfreundlich und leise fliegen.“

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Friedrich-Schiller-Universität Jena am 22.6.2021:

Wasserstoff mit weniger Energie erzeugen

Wie eine von der Natur inspirierte Verbindung Wasserstoff produziert, das hat ein internationales Forschungsteam der Universitäten Jena und Mailand-Bicocca nun erstmals detailliert beschrieben. Die Erkenntnisse sind ein Grundstein zur energieeffizienten Produktion von Wasserstoff als nachhaltigem Energieträger.

In der Natur gibt es Mikroorganismen, die Wasserstoff produzieren. Dazu nutzen sie spezielle Enzyme, die sogenannten Hydrogenasen. „Das besondere an den Hydrogenasen ist, dass sie den Wasserstoff katalytisch erzeugen. Anders als bei der Elektrolyse, wie sie industriell meist mit einem teuren Platinkatalysator betrieben wird, verwenden die Mikroorganismen Eisen-Ionen“, erklärt Prof. Dr. Wolfgang Weigand vom Institut für Anorganische und Analytische Chemie der Universität Jena. „Als Energieträger ist Wasserstoff natürlich hochinteressant. Deshalb wollen wir verstehen, wie dieser katalytische Vorgang genau abläuft“, ergänzt er.

In den vergangenen Jahren wurden zwar weltweit schon zahlreiche Verbindungen hergestellt, die den in der Natur vorkommenden Hydrogenasen chemisch nachempfunden sind. In einer Kooperation mit der Universität Mailand haben Weigand und sein Jenaer Team nun jedoch eine Verbindung hergestellt, die ganz neue Erkenntnisse über den Katalyse-Prozess hervorbrachte. „Unser Modell basiert wie in der Natur auf einem Molekül, das zwei Eisen-Atome enthält. Im Vergleich zur natürlichen Form haben wir aber die chemische Umgebung des Eisens gezielt verändert. Genauer gesagt, wurde ein sogenanntes Amin durch ein Phosphin-Oxid ersetzt, das chemisch ähnliche Eigenschaften hat. Wir haben also das Element Phosphor ins Spiel gebracht.“

Detaillierte Einblicke in die elektrokatalytische Wasserstoffbildung

Dadurch konnte das Team um Weigand den Ablauf der Wasserstoffbildung genauer verstehen. Wasser besteht aus positiv geladenen Protonen und negativ geladenen Hydroxid-Ionen. „Unser Ziel war es zu verstehen, wie aus diesen Protonen Wasserstoff wird. Der Protonen-Lieferant in unseren Experimenten war jedoch kein Wasser, sondern eine Säure“, beschreibt Weigand die Arbeit. „Wir konnten beobachten, dass das Proton der Säure auf das Phosphin-Oxid unserer Verbindung übertragen wird. An dieser Stelle würde sich auch das Proton von Wasser in der natürlichen Variante des Moleküls befinden“, ergänzt er. Um die positive Ladung des Protons auszugleichen und letztlich Wasserstoff zu produzieren, wurden negativ geladene Elektronen in Form von elektrischem Strom zugeführt. Mithilfe der sogenannten Cyclovoltammetrie und einer an der Universität Jena entwickelten Simulationssoftware wurden dabei die einzelnen Schritte untersucht, in denen schließlich diese Protonen zu freiem Wasserstoff umgewandelt wurden. „Tatsächlich konnten wir während des Versuchs sehen, wie das Wasserstoffgas aus der Lösung in kleinen Bläschen aufstieg“, ergänzt der Chemiker.

„Die experimentellen Messdaten aus der Cyclovoltammetrie und die Simulationsergebnisse wurden anschließend vom Forschungsteam in Mailand für quantenmechanische Rechnungen verwendet“, fährt Weigand fort. „Dadurch konnten wir einen plausiblen Mechanismus vorschlagen, wie die gesamte Reaktion chemisch abläuft, die den Wasserstoff erzeugt – und zwar für jeden einzelnen Reaktionsschritt. Das gab es in dieser Genauigkeit bisher noch nicht.“ Die Ergebnisse und den vorgeschlagenen Reaktionsweg veröffentlichte die Gruppe im renommierten Fachmagazin „ACS Catalysis“.

Das Ziel: Wasserstoff durch Sonnenenergie

Aufbauend auf diesen Erkenntnissen möchten Weigand und sein Team nun neue Verbindungen herstellen, die Wasserstoff nicht nur energieeffizient produzieren können, sondern nachhaltige Energiequellen dafür nutzen. „Das Ziel des Transregio-Sonderforschungsbereiches 234 „CataLight“, zu dessen Arbeit diese Forschung gehört, ist die Produktion von Wasserstoff durch Wasserspaltung mithilfe von Sonnenlicht“, führt Weigand aus. „Mit dem Wissen, das durch unsere Forschung gewonnen wurde, arbeiten wir nun daran, neue Katalysatoren auf der Basis der Hydrogenasen zu designen und zu untersuchen, die letztendlich mithilfe von Lichtenergie aktiviert werden.“

Originalpublikation: Laith R. Almazahreh, Federica Arrigoni, Hassan Abul-Futouh, Mohammad El-khateeb, Helmar Görls, Catherine Elleouet, Philippe Schollhammer, Luca Bertini, Luca De Gioia, Manfred Rudolph, Giuseppe Zampella und Wolfgang Weigand, „Proton Shuttle Mediated by (SCH2)2P═O Moiety in [FeFe]-Hydrogenase Mimics: Electrochemical and DFT Studies“, ACS Catalysis, 2021, 11, 7080-7098, https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscatal.0c05563