Europa: Energien für die Zukunft

von Grantscherben

 

 

"Alles Leben ist Problemlösen" (Sir Karl Popper)

"Russland kann ein oder zwei Jahre überleben. Europa kann keinen Winter überleben." 

 

Zum Thema Europas Energieversorgung von Helmut

Das jetzt die Rufe nach Kohle- und Atomkraftwerken immer lauter werden, ist angesichts des Energiedesaster nicht verwunderlich. So radikal und schnell wie die Grünen mitsamt ihren Klimajüngern und Pattexklebern sich das allerdings wünschen, wird das nicht zu bewältigen sein.

Rohstoffe (Kohle, Uran)sind ja nicht unendlich verfügbar. Nach Schätzungen werden so um die 130 Jahre genannt -  Sonne wie auch Windkraft werden nicht als stabile Energieabsicherungen gesehen. Aber welche Lösungsansätze gibt es?

Forschung und Technik - Rohstoffe effizienter nutzen

Die Dual- Fluid Technolgie - Kernkraftwerk der fünften Generation?

"Heutige Kernkraft nutzt Brennstäbe, eine Hilfskonstruktion aus den Anfängen der Kerntechnik. So wird nur ein sehr kleiner Teil des Urans genutzt, während der weit überwiegende Teil entsorgt werden muss. Vorhandene Flüssigkernkonzepte können zwar den Brennstoff besser verwerten. Da bei ihnen dieselbe Flüssigkeit gleichzeitig den Brennstoff transportieren und die Wärme abführen muss, sind diese Ansätze in ihrer Leistung begrenzt. Dual Fluid nutzt statt Brennstäben zwei zirkulierende Flüssigkeiten: Eine trägt den Brennstoff, die andere führt die Wärme ab. So kann der Kernbrennstoff bei 1000° Celsius seine ganze Kraft entfalten. Dadurch erreichen wir eine völlig neue Dimension in Leistung und Wirtschaftlichkeit."

Der DFR benötigt keine externen Schutzvorrichtungen. Er bringt seinen eigenen Schutz mit: die Schwerkraft! Wird der Reaktor zu heiß, lösen sich die Schmelzstopfen auf und die Brennstoff-flüssigkeit strömt in Auffangtanks.  Er zerstört den Abfall der alten Kernkraftwerke. Leichtwasser-reaktoren nutzen weniger als 1% des Energiegehaltes des Natururans — der DFR verwandelt die übrigen 99% in nützliche Energie. Übrig bleiben nur Spaltprodukte, deren Radioaktivität nach 300 Jahren geringer ist als bei Natururan.Der Dual-Fluid-Reaktor des Instituts für Festkörper-Kernphysik wurde extra in Hinsicht auf maximale Effizienz entworfen. Mit ihm vermag die Menschheit ihren Lebensstandard zu steigern und zugleich fossile Energieträger hinter sich zu lassen. Die Aufarbeitungs-anlage extrahiert die Spaltprodukte sortenrein: Dadurch können wertvolle Stoffe (z. B. für die Strahlen-medizin) gewonnen werden. Müll ist nur Müll, wenn man ihn wegwirft! Durch Recycling wird er zum Rohstoff.

https://dual-fluid.com/de/technologie/

Sicherheit: Gekühlt wird mit dem Edelgas Helium, das in dem Reaktor sehr heiß wird (deshalb der Name). Das erfordert zwar besonders widerstandsfähige Wandungen, aber so kann es zumindest nicht zu einer Wasserstoffexplosion kommen wie in Fukushima. Außerdem werden Heliumkerne unter den Bedingungen des Thorium-Reaktors nicht radioaktiv, ein Austreten des Kühlmittels wäre also kein Problem. Selbst ein kompletter Ausfall der Kühlung schadet nicht, die Temperatur überschreitet 1600 Grad Celsius nie, weil sich mit steigender Temperatur die Zahl der Spaltprozesse verringert. Da die Brennelemente-Kugeln für diese Temperaturen konstruiert sind, kann es nicht zu einer Kernschmelze wie in Fukushima oder Tschernobyl kommen.

Einige der Befürworter halten den LFTR für einen wichtigen und sinnvollen Beitrag zur globalen Energieversorgung. Beispielsweise sieht China das Konzept des Flüssigsalzreaktors als wichtige Komponente für die mittel- und langfristige Energieversorgung.

China 2021

 

https://www.mdr.de/wissen/china-startet-ersten-thorium-fluessigsalz-reaktor-atomkraft-100.html

Bis zum kommerziellen Einsatz (Europa) könnten aber noch einige Jahrzehnte vergehen. Dann aber könnte die Technologie ein Weg sein, im großen Maßstab Strom zu erzeugen ohne das Abfallprodukt CO2.

Andere wiederum halten nichts von Flüssigsalzreaktoren wie etwa Norwegen.(Problem Endlagerung /Terrorismus) Sie sind vor über 30 Jahren aus der Kernenergie ausgestiegen und ein Wiedereinstieg wäre derzeit gesetzlich nicht möglich.

Der "Wave Dragon" ist so konstruiert, dass durch die Wellen Wasser über eine Rampe in ein Reservoir kommt das höher ist als der Meeresspiegel. In diesem Reservoir wird das Wasser gesammelt und durch Turbinen geleitet, die den Strom produzieren. Danach fließt das Wasser wieder zurück ins Meer. Zur Leistungssteigerung wurden spezielle Wellenreflektoren konstruiert die die Wellen auf die Rampe konzentrieren und so den Wellenüberlauf ins Becken steigern — umweltfreundlich, aber nicht sonderlich ertragreich.

Die Methode "Power-to-Gas" wird in den kommenden Jahren vermutlich an Bedeutung gewinnen:

https://de.wikipedia.org/wiki/Power-to-Gas

"Das klassische Power-to-Gas umfasst die Umwandlung regenerativ erzeugter elektrischer Energie in chemische Energie und deren Speicherung im verfügbaren Gasnetz in Form verschiedener Gase. Hierfür wird Wasser zunächst mit Elektrolyseuren in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten, darauf unter Zugabe von Kohlenstoffdioxid methanisiert und schließlich ins Erdgasnetz eingespeist. Anschließend kann dieser Brennstoff für ver-schiedene Zwecke verwendet werden: Neben der Rückverstromung in Gaskraftwerken oder Blockheizkraftwerken ist auch die Nutzung im Verkehrssektor sowie zur Wärmeerzeugung möglich.

Dem synthetisch hergestellten Methangas wird auf Grund seiner Speicherfähigkeit eine besondere Rolle im Bereich der regenerativen Energien zugeschrieben. Wie herkömmliches synthetisches Erdgas kann es in das bereits vorhandene Erdgasnetz eingespeist werden; es ermöglicht so die Speicherung und den Transport der Energie zum Verbraucher und kann damit das elektrische Netz entlasten. Ausgangsmaterialien für die Herstellung dieses EE-Gases sind Wasser und Kohlenstoffdioxid, welche in Zeiten überschüssiger erneuerbarer Energie unter anderem zur Netzstabilisierung mittels Wasserelektrolyse in Wasserstoff und anschließend ggf. per Methanisierung in Methan umgewandelt werden.

Zur Steigerung des Gesamtwirkungsgrades ist es sinnvoll, die bei der Elektrolyse sowie der Methanisierung anfallende Abwärme ebenfalls zu nutzen. Diese fällt bei der alkalischen bzw. der PEM-Elektrolyse auf einem Temperaturniveau von 40 bis 90 °C bzw. 20 bis 100 °C an und kann somit z. B. für die Einspeisung in die Rückläufe von Wärmenetzen, als Prozesswärme für bestimmte Industrieprozesse oder als Wärmequelle für Schwimmbäder oder Krankenhäuser dienen."

Die Energieversorgung der Zukunft wird wohl einer ein Mix sein — Von Wind, Sonne, Atomkraft, Wasserkraft usw. Es wird viel geforscht und ständig werden alte Techniken verbessert oder es wird gänzlich Neues entdeckt.

Hier noch ein interessantes Video 2022 über Chinas Pläne (16 min.):

How China Plans to Win the Future of Energy - China, the world’s biggest polluter, has committed to reach net zero emissions by 2060, an ambitious goal matched by enormous investments that are reshaping the nation’s energy system.

Auch rund ums Bauen werden neue Wege eingeschlagen: wer haqt schon vom "Haus 2226" gehört?

Es handelt sich um einen Gebäudekomplex in Lustenau (Vorarlberg)

Sommer wie Winter herrschen dort Temperaturen zwischen 22 -26 Grad - OHNE HEIZUNG!

"Entgegen dem Trend der immer komplexeren Gebäudehülle und -technik ließen sich die Architekten vom Büro Baumschlager Eberle nach eigenem Entwurf ein neues Bürogebäude errichten, das ganz ohne Heizung, Lüftung und Kühlung auskommt.

Das Gebäude ist kein reines Bürohaus. Im Erdgeschoss mit einer Raumhöhe von 4,50 Meter sind eine Kunstgalerie und eine öffentliche Cafeteria untergebracht. In den darüberliegenden fünf Geschossen mit jeweils einer Raumhöhe von 3,40 Metern befinden sich die Büroräume der Architekten sowie weitere, an Externe vermietete Büroflächen.

Der Massivbau ist so konstruiert, dass möglichst wenig Wärme durch die Wände diffundiert und zugleich möglichst viel Energie in der speicherfähigen Masse von Böden, Decken und Wänden gebunden wird. Anstatt einer herkömmlichen Heizung reicht auf diese Weise zur Temperierung der Innenräume die Abwärme der Nutzer aus. Der Name 2226 bezieht sich auf die menschliche Wohlfühltemperaturzone, die zwischen 22 und 26°C liegt und die im Gebäude weder unter- noch überschritten werden soll. In der Planungsphase wurden zahlreiche Simulationen und Modelle angefertigt, um die thermische Trägheit der Bauteile zu berechnen. Eine eigens für das Bürohaus entwickelte Steuerung überprüft mit Hilfe von Sensoren stetig verschiedene Klimaparameter und kann über die Öffnung der Lüftungsflügel regulierend eingreifen. So wird das Gebäude beispielsweise im Sommer nachts durch Querlüftung herabgekühlt. Registriert das System einen steigenden Kohlendioxidanteil in der Raumluft, wird ebenfalls Frischluft über die Lüftungsflügel zugeführt."

https://www.baunetzwissen.de/mauerwerk/objekte/buero-verwaltung/buerohaus-2226-in-lustenau-3421609/gallery-1/14

https://www.baunetzwissen.de/mauerwerk/objekte/buero-verwaltung/buerohaus-2226-in-lustenau-3421609/gallery-1/11