KLIMA-MEDIA.de Pressespiegel & Infoblog

Die Franzosen wollen in Sachen Wüstenstrom ein gutes Stück vom Kuchen abbekommen und das Mega-Projekt nicht allein den Deutschen überlassen.

Auch in Deutschland gibt es Solarparks – die afrikanischen werden unvorstellbar groß – Foto: Günther Redenius / Pixelio

Also haben sie nun mit “Transgreen” ein Projekt geschaffen, das unter dem Mittelmeer ein Stromnetz entstehen lässt, das die Solarenergie von Afrika nach Europa bringt. Das ganze heißt dann “Plan Solaire Méditerranéen” (”Mittelmeer-Solarplans”) und sieht die Schaffung eines Konsortiums vor, das mit der Entwicklung des Hochspannungsstromnetzes unter dem Mittelmeer beauftragt wird.

Beteiligte Unternehmen wären u.a. der französische Netzbetreiber RTE, EDF, Alstom und der Kabelspezialist Nexans. Der Siemens-Konzern, der auch einer der Initiatoren von Desertec ist, hat ebenfalls bestätigt, sich an dem neuen Projekt beteiligen zu wollen.

Die Initiatoren selbst sehen sich nicht in Konkurrenz zum Desertec-Projekt, denn Desertec sei ja vorwiegend auf die Energieerzeugung fokussiert und Transgreen auf die Stromübertragung.
Die Desertec Initiative (DII), die im vergangenen Sommer gegründet wurde, ist ein sehr ehrgeiziges Infrastrukturprojekt: Ziel ist der Bau großer solarthermischer Kraftwerke in Nord-Afrika und dem Nahen Osten, die bis 2050 mindestens 15 % des europäischen Strombedarfs decken sollen. Das Investitionsvolumen wird auf 400 Milliarden Euro geschätzt. Der deutsch-dominierten Industrie-Initiative gehören 17 Unternehmen aus 8 Ländern an, darunter zum Beispiel die amerikanische First Solar, die italienische Enel und die französische Saint-Gobain. “Die Frage der Stromübertragung von Nordafrika zu den europäischen Märkten ist natürlich ein Schlüsselelement des Desertec-Projekts”, sagte Desertec-Vorstandschef Paul van Son. Mit Hilfe von Transgreen könnten die Engpässe beim Transport der erneuerbaren Energien überbrückt werden.

Ähnlich wie bei Desertec gilt die Finanzierung des Transgreen-Projekts als eine Kernfrage: seinen Initiatoren zufolge müssten die beteiligten Unternehmen jährlich einen Beitrag von rund 150.000 Euro leisten, um Machbarkeitsstudien finanzieren zu können. Im Rahmen dieser Studien soll der optimale Verlauf einer Unterseeleitung untersucht werden, damit das Projekt rentabel wird. Bisher ist der afrikanische Kontinent nur über eine Doppel-Leitung mit Europa verbunden: das Kabel überbrückt die Meerenge von Gibraltar und verfügt über eine Transportkapazität von 1.400 MW. Bis 2020 will Transgreen neue Hochspannungsleitungen unter dem Mittelmeer einsetzen: denkbar sind Verbindungen zwischen Spanien und Algerien, Ägypten und Griechenland, Italien und Lybien. Die Kosten pro Linie werden auf bis zu 800 Millionen Euro geschätzt, wobei das teuerste die Transformation des Solarstroms für eine Einspeisung in die europäischen Netze sei.
Christian Stoffaes, französischer Ökonom und Co-Präsident des deutsch-französischen Sachverständigenrates, soll Geschäftsführer von Transgreen werden. André Merlin, Aufsichtsratschef von RTE, soll Aufsichtsratschef von Transgreen werden. Er will 10 bis 15 Industrieunternehmen für das Vorhaben gewinnen. Bereits Ende 2010 sollen mit den Arbeiten begonnen werden.

Was ist Wüstenstrom?

Mehr Infos und Material zum Thema Wüstenstrom

Der ForschungsVerbund Erneuerbare Energien hat jetzt einen Tagungsband “Themen 2009 – Forschen für globale Märkte erneuerbarer Energien” herausgegeben.

Hierin zeigen Wissenschaftler, mit welchen Technologien eine nachhaltige Energieversorgung für Entwicklungs-, Schwellen- und Industrieländer geleistet werden kann und welche gemeinsamen Forschungsanstrengungen dafür noch notwendig sind.

Die Energiefrage stellt sich global und braucht daher auch globale Lösungsstrategien. Aber nicht alle Technologien und Vorgehensweisen der westlichen Industrieländer sind eins zu eins auf andere Länder übertragbar.

Unterschiede bei Art und Ausbau der Netze erfordern andere technische Lösungen, damit zum Beispiel Windenergie in die Stromnetze der verschiedenen Länder integriert werden kann. Klimatische Unterschiede bieten Chancen für neue Techniken wie beispielsweise konzentrierende Photovoltaik oder solarthermische Kraftwerke, die hohe direkte Sonneneinstrahlung benötigen. Die verschiedenen wirtschaftlichen und politischen Systeme der Anwenderländer bedingen andere Fördermaßnahmen und neu zu schaffende Strukturen für die Zusammenarbeit in Forschung und Wirtschaft.

Die Broschüre zeigt wie an verschiedene Klimate angepasst energieeffizient gebaut werden kann, wie eine weltweite Elektrifizierung möglich wird und wie chemische Energiespeicher die Fluktuation der Erneuerbaren ausgleichen und jederzeit eine zuverlässige Energieversorgung ermöglichen.

Der Tagungsband stellt die neusten Forschungsergebnisse in gut verständlicher Sprache mit vielen erklärenden Grafiken und Fotos vor.

Hier finden Sie die Publikation “Themen 2009 – Forschen für globale Märkte erneuerbarer Energien” zum Bestellen oder Herunterladen.

Mit Hilfe der Sonne kühlen ­– was wie ein Widerspruch klingt, erweist sich als originelles Energiekonzept.

Sonnenkollektor, der die Absorptionskältemaschine antreibt. Über Kältespeicher wird der Wein in den Gärbehältern gekühlt. (c) Fraunhofer ISE

In Tunesien und Marokko nutzen Fraunhofer-Forscher jetzt Solarenergie sogar, um leicht verderbliche Lebensmittel wie Milch, Wein oder Früchte frisch zu halten.
“Mit Sonnenlicht gekühlt” – dieses Ökolabel könnte künftig auf Lebensmittelpackungen gedruckt sein: Zur Gebäudeklimatisierung wird Solarenergie bereits heute genutzt, doch jetzt wollen Forscher auch Früchte und andere leicht verderbliche Lebensmittel damit frisch halten. Dass dies im Mittelmeerraum realisierbar ist, demonstrieren Wissenschaftler des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme ISE in Freiburg am Beispiel einer Winzerei in Tunesien und einer Molkerei in Marokko. Im Projekt MEDISCO, kurz für MEDiterranean food and agro Industry applications of Solar COoling technologies, wurden in Kooperation mit Universitäten, Energieagenturen und europäischen Unternehmen Solaranlagen zum Kühlen von Milch und Wein installiert. Geleitet wird das von der Europäischen Kommission geförderte Projekt vom Politecnico di Milano in Mailand.

“In Ländern mit vielen Sonnentagen und in entlegenen Gebieten, wo es aufgrund von Wassermangel und fehlenden oder unzuverlässigen Energiequellen keine konventionellen Kühlungsmöglichkeiten gibt, bietet sich unsere Methode an. Sie ist umweltfreundlich, außerdem wird der teure Strom für konventionell betriebene Kühlgeräte auf ein Minimum reduziert,” nennt Dr. Tomas Núñez, Wissenschaftler am ISE, die Vorzüge. “Die Kälte steht immer dann zur Verfügung, wenn die Sonne scheint, es wird also vor allem zu Zeiten des größten Bedarfs produziert.”

Die Wissenschaftler haben konzentrierende Kollektoren aufgebaut, die das Sonnenlicht mit einem Spiegel auf einen Absorber richten. Nur so lässt sich die Solarstrahlung in 200 Grad heißes Wasser umwandeln. “Diese extreme Wassertemperatur ist erforderlich, um die Absorptionskältemaschine bei den dort herrschenden hohen Außentemperaturen anzutreiben. Anders als beim Kühlschrank nutzen wir also keinen Strom, um Kälte zu erzeugen, sondern Wärme. Das Ergebnis ist in beiden Fällen das gleiche: Kälte in Form von Kaltwasser oder ­– in unserem Fall ­– ein Wasserglykolgemisch,” erläutert Núñez. Da die Absorptionskältemaschine Temperaturen von Null Grad erzeugt, wollen die Experten mit dem Gemisch ein Einfrieren des Wassers verhindern. Die Wasserglykollösung wird dann in Kältespeichern ‘gelagert’ und anschließend durch einen Wärmetauscher gepumpt, der die angelieferte Milch kühlt. “Etwas anders verhält es sich beim Kühlen von Wein: Hier fließt das Kältemittel durch Rohrschlangen, die in den Weintanks angebracht sind,” sagt Núñez.

“Bei MEDISCO handelt es sich um ein Demonstrationsprojekt. Die Technik ist derzeit noch nicht marktreif,” sagt der Forscher. “Ich sehe aber durchaus Chancen, die solare Kühlung künftig in Agrarbetrieben oder auch in der Chemie- und Kosmetikindustrie einzusetzen.”

Die Europäische Klimastiftung (ECF) veröffentlichte gestern in Brüssel eine von McKinsey erstellte Studie zur Stromversorgung der Zukunft.

Erneuerbare Energien sind die Zukunft – (c) Ingwer Hansen

Diese verdeutlicht, dass bis Mitte des Jahrhunderts in Europa ein Umbau des Elektrizitätssystems auf 100 Prozent Erneuerbare Energien möglich ist. “Das Szenario mit 100 Prozent Erneuerbaren Energien liefert genauso verlässlich und kostengünstig Strom wie andere Niedrig-CO2-Szenarien, die noch auf Kernkraft oder Kohle setzen. Jetzt gibt es keinen vernünftigen Grund mehr, auf diese Risikotechnologien zu setzen”, kommentierte Klaus Milke, Vorstandsvorsitzender von Germanwatch.

Aufmerksamkeit verdient die Studie insbesondere, weil sie mit sehr konservativen Zahlen der Energieindustrie rechnet und somit die Leistungsfähigkeit der Erneuerbaren Energien eher unter- als überschätzt. Sie wurde in Beratung mit den großen Energieversorgungsunternehmen und nach Gesprächen mit einigen Nichtregierungsorganisationen, darunter Germanwatch, erstellt. Die Ergebnisse verantworten allerdings alleine McKinsey und die Europäische Klimastiftung.

“Zunächst gab es bei den Industrieakteuren sogar Zweifel, ob ein Szenario mit der Nutzung von 80 Prozent Erneuerbaren Energien bis 2050 mit vernünftigen Kosten und derselben Netz- und Systemsicherheit für die EU machbar sei. Doch schließlich zeigte sich: Sogar eine hundertprozentige Versorgung ist möglich, mit derselben Netz- und Systemsicherheit und zu denselben Kosten”, ergänzt Christoph Bals, Politischer Geschäftsführer von Germanwatch. In dem 100-Prozent-Szenario werden 15 Prozent Strom aus nordafrikanischen Wüsten berücksichtigt. “Wenn die höheren Ölpreise der jüngsten Szenarien der Internationalen Energieagentur sowie höhere Kosten für die umstrittene Kernkraft zugrunde gelegt würden, würde das Erneuerbaren-Szenario sogar am besten abschneiden.”

Die Studie “Roadmap 2050″ (engl.)

Eine weitere Studie aus seriöser Quelle zeigt ein Szenario auf, das ab 2050 die Stromnutzung aus rein erneuerbaren Energien für ganz Europa ermöglicht.

Ein SuperSmart Grid (SSG) würde Nordafrika, die Mittelmeerregion und Europa miteinander vernetzen und erneuerbaren Strom über große Distanzen übertragen. Quelle: J. Lillestam, PIK.

Wenn ein leistungsfähiges europäisches Fernübertragungsnetz und ein vereinter Elektrizitäts-Binnenmarkt geschaffen werden und mit ähnlichen Netzen und Märkten in Nordafrika verbunden werden, können bis zur Mitte des Jahrhunderts Erneuerbare Energieträger in großem Maßstab genutzt werden.

Das geht aus einem von der Wirtschaftsprüfungsgesellschaft PricewaterhouseCoopers veröffentlichten Bericht hervor. Eine Gruppe von Energie- und Klimaexperten des Unternehmens hatte gemeinsam mit Wissenschaftlern vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), dem International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) und dem European Climate Forum mögliche Transformationen des europäischen und nordafrikanischen Stromsektors untersucht. Die Umstellung auf Erneuerbare könnte Energiesicherheit bieten, die Stromerzeugung dekarbonisieren und Energiearmut verringern, heißt es in dem Bericht.

Zum ersten Mal wurde mit dem Gutachten eine Roadmap für die Umstellung des europäischen und nordafrikanischen Strommarktes auf einhundert Prozent Erneuerbare Energien bis 2050 erstellt. Dazu untersuchten die Forscher den Markt hinsichtlich der notwendigen finanziellen, infrastrukturellen und regierungspolitischen Meilensteine für politische Entscheidungsträger und Unternehmen.

Die Roadmap umfasst die vier wichtigsten Handlungsbereiche Politik, Märkte, Investitionen und Infrastruktur. Politische Führung wird als wichtigstes Element erachtet. Sie kann für einen langfristigen ordnungspolitischen Rahmen sorgen, der Investitionen fördert und den Aufbau der notwendigen Versorgungskette und Netzinfrastruktur ermöglicht.

Gus Schellekens von PricewaterhouseCoopers sieht Europa und andere Weltregionen an einem Scheideweg, an dem sich die Gelegenheit bietet, großräumig Erneuerbaren Strom zu gewinnen. “Mit Strom aus sauberen und erschwinglichen Energiequellen hat man in den vergangenen 150 Jahren zwar geliebäugelt, aber sie nie konsequent nutzbar gemacht. Das könnte sich jetzt ändern”, sagt Schellekens.

Das Gutachten benennt als wichtigste Schritte bis 2050:

• Entwicklung europaweiter Business Cases für Erneuerbaren Strom bis 2015 sowie Netzinfrastrukturprojekte auf europäischer Ebene mit langfristigen Zielen für Erneuerbare Energien und Klimaschutz
• Aufbau großer Kapazitäten zur Stromübertragung ab 2015, um die Potenziale von Wind und Sonne effizient zu nutzen
• Abbau von Subventionen für fossile Brennstoffe bis 2020 und Entwicklung eines strategischen Zeitplans für den Ausstieg aus den Finanzhilfen für Erneuerbare Energien
• Festlegung von Zielen für Erneuerbare Energien für Nordafrika bis 2020
• Schaffung eines europäischen Binnenmarktes für Strom bis 2020
• Strategische Stilllegung von fossilen Kraftwerken in der EU und in Nordafrika ab 2030, um ihre Leistung bis 2040 durch Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien zu ersetzen.

Die Wissenschaftler sehen Bedarf für ein länderübergreifendes Stromnetz in Europa. Ein so genanntes SuperSmart Grid könnte, unabhängig davon, wann und wo der Strom erzeugt wird, die komplette Integration Erneuerbarer Energiequellen ins Stromnetz ermöglichen. Dadurch wäre sowohl für den in Elektrizitätswerken als auch dezentral erzeugten Strom ein effizientes Lasten- und Nachfragemanagement gewährleistet.

Das Gutachten bestätigt, dass alle Voraussetzungen gegeben sind, mit der Umstellung zu beginnen: Die Technologie ist vorhanden und die Potenziale Erneuerbarer Energiequellen und ihrer Speicherung sind bekannt. Auch die Notwendigkeit, die Kapazitäten für den Stromtransport stark zu erweitern sowie die Rollen dezentraler Stromerzeugung und der Energieeffizienz sind vollständig erkannt.

Europa und Nordafrika hätten gemeinsame Interessen, heißt es im Gutachten. Die Entwicklung stabiler Kooperationen für die großräumige Nutzung Erneuerbarer Energien könne die Abhängigkeit von Energieimporten verringern und wechselseitige Beziehungen zwischen Europa und seinen afrikanischen Nachbarn stärken.

“Klimawandel erfordert ambitionierte Visionen und eine enge Zusammenarbeit auch über Grenzen und Barrieren hinweg, die wir vorher nicht gesehen haben”, sagt Antonella Battaglini vom Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK). “Wenn wir die Kunst des Machbaren nicht ausschöpfen, werden wir die wichtigen politischen Entscheidungen dafür nicht unterstützen können, die eher heute als morgen getroffen werden müssen”, fügt Battaglini hinzu. Die Studie sei ein Meilenstein der Bemühungen, den gordischen Knoten der Politik zu lösen und gangbare Lösungswege für eine sichere und kohlenstoffarme Stromversorgung der EU zu finden.

Entscheidungsträgern in Politik und Wirtschaft kann der Bericht als Leitfaden dienen, das “2050-Szenario” schrittweise zu erreichen. In einem vollständig auf Erneuerbare umgestellten Europa würden veränderte Bedingungen für Konsumenten und Unternehmen herrschen. Neben höherer Preisstabilität erhielten Verbraucher mehr Macht durch wirksamere Technologien des Nachfragemanagements. In nordafrikanischen Ländern würde die zuverlässige Bereitstellung von Solarenergie die Grundlage für eine umfassende soziale und wirtschaftliche Entwicklung schaffen.

Vollversion des Gutachtens (pdf / engl.)

So können Fische leichter wandern, Betreiber von Wasserkraftwerken Kosten sparen und gleichzeitig etwas für den Naturschutz tun.

Wasserkraft soll die Natur künftig so wenig wie möglich beeinträchtigen – (c) BirgitH / Pixelio

Die Versuchsanstalt und Prüfstelle für Umwelttechnik und Wasserbau an der Universität Kassel hat eine neuartige Lockstrompumpenanlage entwickelt und patentieren lassen, die Fischen das Auffinden der Wanderhilfen an Wehren und Wasserkraftwerken erleichtert. Eine Pilotanlage ist seit Herbst 2009 auch im Kraftwerk Liebenau an der Diemel in Betrieb. Fische wie Barben, Brassen, Barsche oder Rotaugen wandern im Frühjahr zu ihren Laichplätzen flussaufwärts. Fernwanderfische, wie Meerforelle, Lachse oder Aale wandern in Ihrem Lebenslauf weite Strecken zwischen Flüssen und dem Meer. Wasserkraftwerke stellen dabei für sie ein unüberwindliches Hindernis dar. Deshalb werden für sie so genannte Fischpässe gebaut, künstliche Wasserläufe aus Steinen und Beton mit unterschiedlicher Architektur, die den Fischen den Aufstieg am Kraftwerk vorbei stromaufwärts erlauben.

Doch da gibt es einen Haken: Damit sich die Fische am Auslauf des Kraftwerks orientieren und den Einstieg zum Bypass finden, benötigen sie einen deutlich spürbaren Wasserstrom, um angelockt zu werden. Wird diese Menge oberhalb des Kraftwerks dem Fluss entzogen, um den Fischpass oder eine separate Lockstromleitung zu speisen und im Eingang des Aufstiegs die Fische anzulocken, so könne sich die Leistung des Wasserkraftwerks um bis zu zehn Prozent verringern, sagt der Ingenieur Dr. Reinhard Hassinger, Leiter der Versuchsanstalt. Ein hoher “Wasserverbrauch” für die Bypässe bringt für die Wasserkraftwerksbetreiber also Einbußen an erzeugtem Strom, die in die Millionen Euro gehen. Allein die öffentlichen und privaten Stromerzeuger betreiben rund 650 Wasserkraftwerke nur an Hessens Flüssen.

Mit einer hydraulischen Lockstrompumpe im Eingangsportal des Fischaufstiegs reduziert der Ingenieur den Wasserverlust für die Turbinen auf ein Minimum: Oberhalb des Kraftwerks werden durch eine Lockstromleitung nur etwa ein Fünftel bis ein Zehntel des benötigten Lockstroms dem Fluss entnommen und der Lockstromverstärkungspumpe unterhalb des Kraftwerks zugeführt. Der Strahl, der mit einer Düse herausgedrückt wird, verstärkt den Durchfluss des aus den Kraftwerksturbinen ablaufenden Wasserstroms genau dort, wo er gebraucht wird, am Eingang des Fischaufstiegs. Innerhalb des Fisch-Passes benötigten die Fische nämlich längst nicht so viel Wasser für den Aufstieg, wie in diesem Eingangsbereich, erläutert Dr. Hassinger. Das hat zur Folge, dass mit der Erfindung aus Kassel bei Kraftwerksneubauten die Fischpässe und Lockstromleitungen auch kleiner dimensioniert und somit kostengünstiger gebaut werden können.

Doch auch bei den vielen schon bestehenden Fischaufstiegsanlagen, die teilweise auch schon mit konventionell erzeugten Lockströmen arbeiten, sieht der Ingenieur ein großes Marktpotential. Denn zahlreiche dieser Anlagen seien in die Jahre gekommen und funktionierten kaum noch. Einen Anreiz für die Nachrüstung biete das Erneuerbare Energien-Gesetz (EEG), das für die Verbesserung bestehender Fischpässe oder die Installation eines neuen Fischaufstiegs ein Sonderentgelt von drei Cent pro erzeugter Kilowattstunde vorsieht.

Mit zwei Pilotprojekten will die Versuchsanstalt beweisen, dass sich die Lockstrompumpe in der Praxis bewährt. Eine Anlage wurde im Herbst vergangenen Jahres im Kraftwerk Liebenau an der Diemel bei Hofgeismar installiert. In diesem Jahr anstehende Untersuchungen an dieser Anlage werden vom Regierungspräsidium Kassel mit 32000 Euro finanziert. Ein weiteres Pilotprojekt an der Drau im österreichischen Villach läuft schon längere Zeit. Ein österreichischer Lizenznehmer der Kasseler Erfindung sei außerdem derzeit im Gespräch mit Investoren, die in der Schweiz die Fischwanderhilfen an neuen Wasserkraftwerken mit der neuartigen Lockstrompumpe ausrüsten wollen, sagt Dr. Hassinger.

Insgesamt fünf Verfahren zum umweltverträglicheren Auf- und Abstieg von Fischen an Wasserkraftwerken und Stauanlagen habe sich die Versuchsanstalt bereits patentieren lassen, berichtet Hassinger. Neben der Architektur eines Fisch-Passes, der zugleich von Kanu-Wanderern benutzt werden kann, gehört dazu auch die Entwicklung einer Fischsperre für Kraftwerksbauten, wie sie besonders häufig vorkommen: Das Kraftwerk nimmt dabei nicht die ganze Breite des Flusses ein, sondern nur einen Teil des Stroms. Mit einem Gatter aus Kunststoff verhindern die Kasseler Forscher, dass die Fische auf ihrer Wanderung in den Kraftwerkskanal einschwimmen und den Weg durch das ursprüngliche Mutterbett des Flusses wählen. Es sei angedacht, in der Fulda bei Fulda-Kämmerzell eine Pilotanlage zu bauen, sagt Dr. Hassinger.

Ihre Kultur ist längst verschwunden. Ihre Methode, fruchtbare Schwarzerdeböden herzustellen, wird nach Tausenden von Jahren wieder entdeckt.

Angereicherte Fäkalienabfälle, die Terra Preta werden sollen. – (c) Uni Leipzig

Fäkalien, Holzkohle und Küchenabfälle sind die Zutaten, mit denen indigene Völker aus dem Amazonasgebiet ihre Terra Preta (schwarze Erde) entwickelten. Eine Technik, die sich die Wissenschaft hierzulande jetzt zu Eigen macht: Die Universität Leipzig untersucht in einem Forschungsprojekt, wie sie aus fäkalen Abfällen von Tierkliniken die nährstoffreichen schwarzen Böden gewinnen kann. “Wir machen uns ein altbewährtes Verfahren zu Nutze, um mit Keimen, Antibiotika und Holspänen versetztes Material umweltschonend zu entsorgen und in ein ertragreiches Produkt zu wandeln”, erklärt Prof. Dr. Monika Krüger vom Institut für Bakteriologie und Mykologie. Die Deutsche Bundesstiftung Umwelt (DBU) fördert mit knapp 45.000 Euro.

“Das Konzept soll auch auf andere Entsorgungssysteme übertragen werden, um etwa Klärschlamm besser verwerten zu können”, sagt DBU-Generalsekretär Dr. Fritz Brickwedde. 200 bis 300 Liter Klärschlamm fallen laut Bildungs- und Demonstrationszentrum für dezentrale Abwasserbehandlung (BDZ) im Jahr durchschnittlich pro Einwohner in deutschen Kleinkläranlagen an. Das Material ist durch Rückstände von Medikamenten und möglichen Infektionserregern belastet. Klärschlamm als Dünger zu nutzen, unterliegt strengen Vorschriften und ist nicht unumstritten. Der darin enthaltene Kohlenstoff und die Nährstoffe müssen deshalb oft energie- und kostenintensiv beseitigt werden.

Für das Institut für Bakteriologie und Mykologie der Universität Leipzig gehen damit wichtige Wertstoffe verloren. Es will am Beispiel der fäkalen Abfälle aus den Kliniken der veterinärmedizinischen Fakultät untersuchen, wie Fäkalschlämme aus dezentralen Kleinkläranlagen umweltschonend von ihren Schadstoffen befreit und gleichzeitig produktiv genutzt werden können. “Dadurch lassen sich regionale Stoffkreiskreisläufe wieder besser schließen”, betont Krüger.

Das Ziel: die Herstellung von Terra Preta – dem Boden, der schon vor Jahrtausenden von Jahren das sonst weniger ertragreiche Amazonasgebiet fruchtbar machte. Aufgrund ihres hohen Gehalts an organischem Kohlenstoff ist die Terra Preta sehr fruchtbar, kann große Menge an Wasser speichern und regeneriert sich zudem sehr schnell. Pflanzen gedeihen auf ihr besonders gut. “Die Landwirtschaft erzielt so höhere Erträge und bessere Einkommen. Unfruchtbares Land kann wieder fruchtbar gemacht werden. Bei schrumpfenden Anbauflächen und wachsender Weltbevölkerung ist das für die Nahrungsmittelproduktion der Zukunft weltweit von Bedeutung”, so Krüger. “Das Projekt steigert so die Ressourceneffizienz und stärkt sowohl Klimaschutz als auch Ernährungssicherung”, betont DBU-Generalsekretär Dr. Fritz Brickwedde.

Das Institut für Bakteriologie und Mykologie verfolgt einen mehrstufigen Umwandlungsprozess: “Zunächst lagern wir die Fäkalienabfälle der Tierklinik zusammen mit Holzkohle und Grünabfällen ohne die Zufuhr von Sauerstoff in geschlossenen Behältnissen für drei Wochen ein”, erklärt Krüger. “Während dieses Gärprozesses entstehen Säuren und andere antimikrobielle Substanzen.” Gesundheitsgefährdende Stoffe ließen sich so auf ein unwirksames Maß verringern und Infektionsketten unterbrechen. Danach würden Bodenlebewesen helfen, das Material in fruchtbare Erde umzuwandeln. Das gereifte Substrat wird auf den Versuchsflächen des Lehr- und Versuchsgut der Veterinärmedizinischen Fakultät getestet. “Im Mai wollen wir beginnen, dort Mais zu legen. Im Herbst wollen wir ernten und die Versuchsergebnisse auswerten”, freut sich die Professorin.

Nach Abschluss des Forschungsprojekts sollt geprüft werden, wie auch aus menschlichen Exkrementen sowie in der Landwirtschaft anfallendem Dung Nährstoffe zurück gewonnen werden können. Das BDZ aus Leipzig hat bereits Interesse bekundet. Es plant, nach erfolgreichem Verlauf des Vorhabens ein Zentrum zur Anwendung der Terra Preta-Technologie einzurichten. “Abfälle und Abwässer sind wichtige Wertstoffe, die wir mit dem Verfahren wieder in den Wirtschaftskreislauf integrieren können”, erklärt Wolf-Michael Hirschfeld, Vorstandsvorsitzender des BDZ. “Somit entsteht ein zukunftsfähiges, kosteneffizientes System, das einen Beitrag zur Flexibilisierung der Ver- und Entsorgungstechnik leistet.” Für Brickwedde ließen sich die Ergebnisse auch über das Projekt hinaus auf belastete Böden und Standorte übertragen: “Mit Hilfe dieser umweltschonenden Art, gefährliche Verunreinigungen zu beseitigen, können etwa industrielle Konversionsflächen für den Naturschutz aufgewertet werden.”

Klimatisieren mit der Kraft der Sonne? Was zunächst paradox klingt ist aus technologischer Sicht heute machbar.

Sonnenenergie kann wärmen und kühlen. – (c) Rainer Sturm / Pixelio

Durch die Kombination von Solarthermie und Adsorptionstechnologie kann aus Wärme für die Kühlung von Gebäuden Kälte gewonnen werden. Das Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit BMU fördert jetzt einen breit angelegten Praxistest für solare Klimatisierungsanlagen. Die beteiligten Partner Solvis GmbH & Co. KG, SorTech AG, Fraunhofer ISE und die Hochschule Offenburg suchen hierfür interessierte Teilnehmer.

“Das Prinzip von solarbetriebenen Adsorptionskältemaschinen ist einfach und raffiniert zugleich”, erklärt Tomas Núñez, Projektleiter am Fraunhofer ISE. “Wie bei herkömmlichen Kältemaschinen wird Kälte durch Verdampfung eines Kältemittels erzeugt. Im Unterschied zur konventionellen Kältetechnik wird jedoch nicht Strom sondern Solarwärme als Antriebsenergie genutzt.” Und in Jahreszeiten mit hohem Klimatisierungsbedarf gibt es meist Sonne im Überfluss. Das nützt nicht nur der Solaranlage, deren Komponenten wie Speicher und Kollektoren besser ausgelastet sind, sondern auch der Umwelt. Gegenüber konventioneller Kältetechnik wird durch den Einsatz von solarbetriebenen Adsorptionskältemaschinen bis zu 80% Strom eingespart. Zudem werden keine klimaschädlichen Kältemittel, sondern nur reines Wasser zur Kälteerzeugung verwendet.

Dass das Prinzip der Solaren Kühlung marktreif ist, haben das Fraunhofer ISE, das sich seit vielen Jahren mit dieser Technologie befasst, und seine Projektpartner bereits in verschiedenen Demonstrationsanwendungen bewiesen. Anlagen in ganz Europa klimatisieren u.a. Verkaufsräume, Büros, Betriebskantinen oder Schulungsräume.

Am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE selbst kühlt z. B. seit 2007 eine Adsorptionskältemaschine der Firma SorTech AG Kantine und Küche über die Zuluft. Die Kältemaschine wird von einer 22 m² großen Kollektorfläche – mit Hochleistungsflachkollektoren der Firma Solvis GmbH & Co. KG – angetrieben. Im sommerlichen Betrieb dient die Wärme aus der Solaranlage zum Antrieb der Adsorptionskältemaschine. Die beim Kühlungsprozess entstehende Abwärme wird über Sonden an das Erdreich abgegeben. Reicht die Solarstrahlung einmal nicht aus, stellt das Heiznetz zusätzliche Antriebswärme bereit, um den Kühlbetrieb aufrecht zu erhalten. Im winterlichen Betrieb wird die Wärme aus den Erdreichsonden mit Hilfe der Adsorptionsmaschine – die nun als Wärmepumpe fungiert – auf das für Heizzwecke erforderliche Temperaturniveau gebracht. Den Antrieb der Kältemaschine übernimmt nun das Heiznetz. Dabei erreicht die Wärmepumpe einen thermischen COP (Coefficient of Performance) von bis zu 1,5. Der Wirkungsgrad der Wärmequelle wird so um bis zu 50 % erhöht.

In einem Verbundprojekt, gefördert vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit (BMU), den Partnern Fraunhofer ISE, Hochschule Offenburg, SorTech AG und Solvis GmbH & Co. KG sollen zehn Anlagen zur solaren Kühlung im Leistungsbereich 5-30 kW installiert und mit Messtechnik versehen werden. Privathaushalte und Unternehmen, die an einer Teilnahme an diesem breit angelegten Praxistest interessiert sind, können sich unter dem u. g. Kontakt melden. “Das Bedarfsprofil ist nicht festgelegt und kann sowohl dem eines Wohn- als auch Bürogebäudes entsprechen. Im Zuge des Projekts wird jede Anlage individuell ausgelegt, dimensioniert und mit umfangreicher Messtechnik ausgestattet”, erläutert Walter Mittelbach, Geschäftsführer der SorTech AG. Die eingesetzten Komponenten sind hochwertige Produkte der Firmen Solvis GmbH & Co. KG für die Solar- und Systemtechnik und SorTech AG für die thermisch angetriebene Kältetechnik.

Für Teilnehmer ergeben sich folgende Vorteile: Neben einem Preisnachlass von 20 Prozent auf die Anlagen profitieren sie von einer kostenlosen, regelmäßigen Überprüfung und Wartung des Systems sowie von einer kostenlosen, messtechnischen Überwachung und Auswertung des Betriebs durch die Hochschule Offenburg und das Fraunhofer ISE. “Der Kunde erhält eine komplette Systemlösung – angepasst an seine individuellen Bedürfnisse – bis zum Abschluss des Projekts im Dezember 2012″, beschreibt Ralf Kynast von der Solvis GmbH & Co. KG den Grundgedanken des Projekts.

Auch die Uni Kassel forscht an einer Sorptionsanlage mit Sonnenenergie. Diese ist in der Lage, die Raumtemperatur um 10 Grad anzuheben. Die Kasseler Anlage hat jedoch noch keine Marktreife erlangt.