Windenergie verbindet

Die Bundesregierung hat sich das Ziel gesetzt, die Treibhausgasemissionen bis 2050 um mindestens 80% zu reduzieren. Dieses Ziel ist jedoch nur zu erreichen, wenn der Einsatz fossiler Energierohstoffe fast auf null sinkt und im Gegenzug der Anteil erneuerbaren Energien massiv steigt. Mit Ausnahme von Biomasse und Solarthermie stehen erneuerbare Energien hauptsächlich als elektrische Energie zur Verfügung, produziert durch Windkraft und Photovoltaik.

Sektorenkopplung von entscheidender Bedeutung

Die Bedeutung der Sektorenkopplung von Strom und Mobilität ist für das Gelingen der Energiewende nach mehrheitlicher Meinung der Wissenschaft entscheidend. Vorallem ist die Nutzung erneuerbar generierter elektrischer Energie in den Sektoren Mobilität, aber auch der Wärme perspektivisch günstiger. Ein entscheidender Ansatz der Sektorenkopplung im Zusammenhangmit der Windenergie ist die die Verstetigung des Windstroms durch einen Batteriespeicher und einen PEM- Elektrolyseur. Mithilfe des Elektrolyseurs erfolgt die Wasserstoffproduktion und Nutzungsfelder in Power to Gas, Power to Heat oder Power to Fuel stehen offen. Zeiten sowohl hoher als auch geringerer Stromerzeugung aus Windenergie können so bilanziell ausgeglichen werden.

Die Elektrolyse
Die Elektrolyse

Produktion von Wasserstoff

Elektrolyse ist die Aufspaltung einer chemischen Verbindung durch Elektrizität. Dabei entsteht gasförmiger Wasserstoff, der z.B. als Brenngas dem konventionellen Erdgas beigemischt werden kann.

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Grenzübergreifende Marktperspektiven für Wasserstoff - SEREH

Die im SEREH Projektraum erzeugte Erneuerbare Energie korrespondiert nicht zu jedem Zeitpunkt mit dem regionalen Strombedarf. Wenn grenzübergreifende Verteilnetze selbstständig betrieben werden sollen, ohne die Schwankungen in Produktion und Verbrauch auf die nächste höhere Verteilnetzebene abzuwälzen, ist eine Speicherung der Energie im regionalen Bereich notwendig. Dazu bieten sich unterschiedliche Systeme für die Kurzzeit- und Langzeitspeicherung an. Als Fallbespiel soll eine Langzeitspeicherung des Grünstroms in Form von Wasserstoff im Hinblick auf die grenzübergreifende Systemintegration Emmen/Haren im Detail untersucht und Konzepte entwickelt werden.

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Erneuerbare Chemie

Abhängigkeit von fossilen Energieträgern verringern durch Dekarbonisierung der am stärksten CO2 emittierenden Stoffe

Wasserstoff ist ein fundamentaler chemischer Baustein für eine Vielzahl von Grundchemikalien und Kraftstoffen einschließlich Ammoniak und synthetischem Methan. Der Anwendungsbereich dieser veredelten Energieträger ist weltweit vielfältig.

Die Verwendung von erneuerbarem Wasserstoff als Grundstoff im Chemiesektor würde zum einen eine Nettoreduktion und in einigen Fällen sogar einen Nettoverbraucher von Kohlendioxid (CO2) ermöglichen. Die konventionelle Herstellung von Ammoniak (NH3) ist ein technischer Prozess, der sehr abhängig von fossilem Erdöl ist und wird derzeit unter Verwendung von Wasserstoff aus dem Erdgas hergestellt. Derzeit wird 5% des weltweiten Erdgasverbrauchs verwendet, um Ammoniak (2 % der Weltenergie) herzustellen.

Wie kann man es schaffen, das gesamte Innovationspotential für die Realisierung der Energiewende durch verstärkte Kopplung der Sektoren zu mobilisieren? Mit dem Forschungs- und Entwicklungsprojekt zur Verstetigung von Windenergie (CEC – clean energy conversion) in dem die Agrowea als Projektleiter kooperiert, leisten wir unseren regionalen Beitrag zur Energiewende, der aber auch überregional eine exemplarische Wirkung entfaltet.

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Exkurs: Bedeutung von Ammoniak in der Landwirtschaft

Harnstoff (CH4N2O) ist ein stickstoffreiches Düngemittel und wird aus Ammoniak und Kohlendioxid hergestellt. Mit zunehmender Weltbevölkerung, der wachsenden Nachfrage nach Lebensmitteln bei gleichzeitiger Abnahme von landwirtschaftlichen Anbauflächen nimmt die Bedeutung von Düngemitteln zu. 50% der aktuellen weltweiten Nahrungsmittelproduktion beruht auf der Verwendung von Ammoniak als Düngemittel, um die Erträge zu erhöhen.

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