Forschungsprojekt untersucht Optionen für den Transport von Wasserstoff

Im Leitprojekt TransHyDE wollen Forschungsinstitute, Unternehmen und Verbände Grundlagen für den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft schaffen. Der Bund finanziert das Vorhaben mit 139 Millionen Euro.

Wie lässt sich Wasserstoff am besten über kurze, mittlere und lange Strecken transportieren? Wo können bereits bestehende Gasnetze umgewidmet werden? Welche gänzlich neuen Transport-Technologien braucht es? Welche Hemmnisse müssen abgebaut werden? Das sind Fragen, denen sich jetzt das neue Wasserstoff-Leitprojekt TransHyDE widmet. In fünf Forschungs- und vier Demonstrations-Vorhaben wollen 85 Partner aus Industrie, Verbänden, Universitäten und Forschungseinrichtungen sowie weitere 20 assoziierte Partner Grundlagen für den Aufbau einer Wasserstoffwirtschaft schaffen.

TransHyDE soll in den kommenden vier Jahren mit rund 139 Millionen Euro durch das Bundesministerium für Bildung und Forschung (BMBF) gefördert werden. Viele der Teilvorhaben wurden bereits gestartet.

In den vier Demonstrationsprojekten entwickeln die Experten Transporttechnologien weiter – konkret den Wasserstofftransport in Hochdruckbehältern, den Wasserstoff-Flüssig-Transport, den Wasserstoff-Transport in bestehenden und neuen Gasleitungen sowie den Transport von in Ammoniak oder dem Trägermedium LOHC gebundenem Wasserstoff.

In den weiteren fünf wissenschaftlichen Projekten schaffen die Forscher damit systemischen Rahmen für den Wasserstoff-Transport. So befassen sie sich mit der Erstellung einer Roadmap zur Wasserstoff-Infrastruktur, mit der Erarbeitung möglicher Standards, Normen und Sicherheitsvorschriften von Wasserstoff-Transporttechnologien sowie den notwendigen Materialien, Werkstoffen und Sensoren. Außerdem beschäftigen sich die wissenschaftlichen TransHyDE-Projekte mit der effizienten Herauslösung von Wasserstoff aus Ammoniak und dem Betanken von Behältern mit flüssigem, tiefkaltem Wasserstoff.

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Photovoltaik lieferte im Juni und Juli zehn Prozent des Stroms in Europa

Einer Studie vom Ember zufolge erzielte die Photovoltaik in acht EU-Ländern Ertragsrekorde. In Deutschland trug sie im Juni und Juli 17 Prozent zum Strommix bei. Für das Erreichen der EU-Klimaziele muss die Zubaurate aber verdoppelt werden, so Ember.

Im Juni und Juli dieses Jahres lieferte die Photovoltaik in der EU insgesamt 39 Terawattstunden Strom, hat die britische Klimaschutz-Denkfabrik Ember – die bis 2020 unter dem Namen Sandbag firmierte – ermittelt. Das entspricht etwa zehn Prozent der gesamten Erzeugung. In Deutschland und den Niederlanden lag der Anteil gar bei 17 Prozent, in Spanien bei 16 Prozent. Das Plus bei der Erzeugung hat sich zuletzt von Jahr zu Jahr vergrößert: Gegenüber Juni und Juli 2020 kamen 5,1 Terawattstunden hinzu, in den Jahren davor waren es 3,1 Terawattstunden (2020) und 2,6 Terawattstunden (2019).

Ungarn hat seinen Photovoltaik-Anteil seit Juni/Juli 2018 vervierfacht und in diesem Sommer zum ersten Mal mehr Solar- als Kohlestrom (12 gegenüber 10 Prozent) produziert. Auch in den Niederlanden, Italien, Frankreich, Spanien, Österreich, Belgien, Griechenland und Portugal wurde in diesem Sommer mehr Strom aus Sonne als aus Kohle erzeugt.

Die Niederlande und Spanien haben ihren Photovoltaik-Anteil seit 2018 verdoppelt. In Estland und Polen hatte die Photovoltaik vor drei Jahren so gut wie nichts zum Strommix beigetragen, in diesem Jahr waren es 10 beziehungsweise 5 Prozent.

Aber: Unter dem Strich lieferten die Kohlekraftwerke EU-weit im Juni und Juli mit 58 Terawattstunden immer noch deutlich mehr Strom als die Solaranlagen. Der Anteil der Kohle am Strommix lag bei 14 Prozent. Um die EU-Klimaziele für 2030 zu erreichen, muss der Ausbau der Photovoltaik Ember zufolge verdoppelt werden. Das ist auch wirtschaftlich sinnvoll, so die Denkfabrik: Die Gestehungskosten von neuen Solarparks sind nur halb so hoch wie die von bestehenden Kohlekraftwerken in großen Märkten wie Deutschland. Ember beziffert sie für 2020 mit umgerechnet 48 Euro pro Megawattstunde.

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Akasol eröffnet seine Gigafactory 1

Bis zu einer Gigawattstunde an Batteriesystemen für Nutzfahrzeuge können in dem neuen Werk in Darmstadt gefertigt werden. Der weitere Ausbau auf 2,5 Gigawattstunden auf den angrenzenden Flächen bis Ende 2022 ist bereits geplant. Bei großer Kundennachfrage sollen auch Nutzfahrzeug-Batterien bis zu fünf Gigawattstunden jährlich gefertigt werden können.

Die Akasol AG hat am Montag ihre erste Gigawatt-Fertigung für Nutzfahrzeug-Batteriesysteme eröffnet. Die Fabrik in Darmstadt verfüge in der ersten Ausbaustufe über eine jährliche Produktionskapazität von einer Gigawattstunde, teilte das Unternehmen mit. Diese solle sukzessive auf 2,5 Gigawattstunden bis Ende 2022 ausgebaut werden. Je nach Kundenbedarf könne sie auch noch auf fünf Gigawattstunden Jahreskapazität erweitert werden. „Die Weichen sind nun gestellt, um unser Wachstum als Innovationstreiber in der Elektromobilität noch dynamischer fortzusetzen“, sagte Sven Schulz, CEO von Akasol, zur Eröffnung.

Die Produktion in der neuen Gigafactory 1 umfasse Lithium-Ionen-Batteriesysteme für Nutzfahrzeuge auf hochautomatisierten und vollvernetzten Fertigungslinien. Das Unternehmen investiert nach eigenen Angaben am Standort Darmstadt mehr als 100 Millionen Euro. In der vollen Ausbaustufe könnten dann pro Jahr Batteriesystem für mehr als 10.000 Nutzfahrzeuge jährlich produziert werden. In Darmstadt entsteht zudem noch der „Akasol-Campus“. Auf dem 20.000 Quadratmeter großem Areal befinden sich Produktions-, Montage- und Logistikhalle. Darin ist auch ein Test- und Validierungszentrum zur Prüfung von Zellen, Modulen und Systemen und Gewährleistung höchster Qualitätsstandards untergebracht. In den neuen Büroräumen des 7500 Quadratmeter großen Headquarters neben der Produktionshalle finden bis zu 350 Mitarbeiter aus Forschung und Entwicklung, Vertrieb, Produkt- und Projektmanagement sowie Einkauf und Verwaltung ihren Arbeitsplatz.

Alles wird dabei teilweise noch mit Solarstrom versorgt. Auf dem neuen Werk befindet sich eine Photovoltaik-Anlage mit 600 Kilowatt Leistung, die auch für die Beladung der Elektrofahrzeuge vor Ort genutzt wird. Immerhin 60 Ladesäulen befinden sich auf dem Areal.

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PwC erwartet Wasserstoff-Boom ab 2030 – übertriebene „Farbdebatte“ könnte Innovationen hemmen

Die Nachfrage wird bis 2050 weltweit von derzeit 76 auf 600 Megatonnen jährlich anwachsen. Die Entwicklung der Nachfrage wird nach der Marktanalyse maßgeblich davon abhängen, wie weit Klimaziele verschärft werden und in den kommenden Jahren die geeignete Infrastruktur aufgebaut wird.

Wasserstoff wird im Zuge der globalen Energiewende immer mehr an Bedeutung gewinnen. Daher geht Pricewaterhouse Cooper (PwC) auch von einem Anwachsen der jährlichen Nachfrage von derzeit 76 auf 600 Megatonnen bis 2050 aus. Dies setze aber voraus, dass die geeigneten Infrastrukturen entstehen, wie es in dem am Montag veröffentlichten Bericht „Hydrogen on the Horizon: Ready, almost set, go?“ heißt. Die Wirtschaftsprüfungs- und Beratungsgesellschaft hat diesen zusammen mit dem World Energy Council (WEC) und dem Electric Power Research Institute (EPRI) erstellt.

Die Prognosen für den Wasserstoffanteil am weltweiten Endenergieverbrauch bis zum Jahr 2050 schwanken zwischen 6 und 25 Prozent – abhängig von den Herstellungskosten für Wasserstoff, der benötigten Infrastruktur sowie dem technologischen Reifegrad. Zudem sei er vom Klimaziel abhängig – je ambitionierter, umso mehr Wasserstoff wird gebraucht, um es zu erreichen. Dennoch gehen die Autoren davon aus, dass ab den 2030er Jahren die Nachfrage stark anwachsen werde. Das laufende Jahrzehnt sollte daher genutzt werden, um die notwendigen Infrastrukturen für Produktion, Transport, Import, Vertrieb und Nutzung von Wasserstoff zu schaffen. „Wir müssen jetzt handeln, in Deutschland, der EU und weltweit, um effektive Strukturen für Wasserstoff zu schaffen. Nur dann kann es gelingen, den stark wachsenden Bedarf mit einem entsprechenden Angebot zu erfüllen und unsere Klimaziele zu erreichen“, erklärte Folker Trepte, Leiter Energiewirtschaft bei PwC Deutschland.

In dem Bericht wird davon ausgegangen, dass die größte Nachfrage nach Wasserstoff zunächst von der chemischen und petrochemischen Industrie kommen werde. Andere Sektoren würden zunächst mit Pilotstudien und -projekten das Potenzial untersuchen sowie sich um eine Erhöhung der Rentabilität sowie Senkung der Herstellungskosten bemühen. Weitere wichtige Faktoren seien Effizienzsteigerungen, das Elektrifizierungsniveau sowie der Einsatz des CO2-Abscheidungsverfahrens. Bei diesen sogenannten „Carbon Capture Use and Storage“ (CCUS)-Technologien wird „blauer“ Wasserstoff aus fossilen Brennstoffen wie Erdgas hergestellt und im Erdreich gebunden gespeichert, im Gegensatz zu seinem „grünen“ Pendant, das mit erneuerbaren Energien hergestellt wird.

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Böses Erwachen nach Corona-Jahr: Deutschland droht höchster CO2-Emissionsanstieg seit 1990

Nach Berechnungen von Agora Energiewende werden in diesem Jahr voraussichtlich rund 47 Millionen Tonnen CO2 mehr als 2020 ausgestoßen. Dies relativiert den vermeintlichen Erfolg hinsichtlich des Klimaziels aus dem Vorjahr. Die Sektoren Gebäude, Verkehr und Industrie werden die im Klimaschutzgesetz festgeschrieben Sektorenziele für 2021 wohl verfehlen.

Anfang des Jahres feierte sich die Politik für das Erreichen des Klimaziels 2020, die CO2-Emissionen um 40 Prozent unter den Wert von 1990 zu senken. Nur als Randnotiz erwähnte sie dabei den Einfluss der Corona-Pandemie auf diesen Erfolg, denn infolge des Lockdowns gab es einen massiven Rückgang der Stromnachfrage aus der Industrie. Zudem blies der Wind stark und die Sonne schien oft, so dass die Erneuerbaren die Kohlekraftwerke an vielen Tagen an der Strombörse verdrängten.

Neue Berechnungen von Agora Energiewende zeigen nun, wie wenig nachhaltig die Senkung der Treibhausgasemissionen 2020 war. Der Think Tank geht für dieses Jahr von einem Anstieg der CO2-Emissionen von voraussichtlich 47 Millionen Tonnen aus – der höchste Anstieg seit 1990. Auch das eigentlich schon erreichte Klimaziel ist damit wieder passe und die Einsparungen liegen gegenüber dem Referenzjahr nur noch bei 37 Prozent. Die in der Kurzanalyse „Abschätzung der Klimabilanz Deutschlands für das Jahr 2021“ enthaltenen Berechnungen von Agora Energiewende basieren auf einer Analyse der Emissionsdaten von Energiewirtschaft, Gebäuden, Verkehr, Industrie und Landwirtschaft im ersten Halbjahr 2021.

„Im Wahljahr 2021 wird Deutschland den höchsten Anstieg der Treibhausgasemissionen seit 1990 verzeichnen. Das übertrifft selbst den Anstieg nach der Wirtschaftskrise 2009/2010″, sagt Patrick Graichen, Direktor von Agora Energiewende. „Das zeigt: Der vermeintliche Erfolg von 40 Prozent Emissionsminderung im letzten Jahr war kein wirksamer Klimaschutz, sondern eine Eintagsfliege, bedingt durch Corona und Sondereffekte. 2021 stehen wir damit wieder an der Startlinie“, so Graichen weiter. Agora Energiewende fordert daher in den ersten 100 Tagen nach der Bundestagswahl „das größte Klimaschutz-Sofortprogramm, das es in der Bundesrepublik je gegeben hat“. Dies müsse einen vorgezogenen Kohleausstieg sowie eine Verdreifachung des Ausbaus von Photovoltaik und Windkraft beinhalten.

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Vor Auswirkungen des Klimawandels wird der Staat kapitulieren

Das Urteil des Bundesverfassungsgerichtes für mehr Klimaschutz wird von Vielen als „historisch“ betrachtet. Wie zur Bekräftigung folgten nicht lange danach Flutkatastrophen oder katastrophale Waldbrände rund um den Erdball. Und Deutschland ist voll betroffen. Früher mussten wir den Fernseher einschalten, um solche Bilder zu sehen. Jetzt haben wir es in reality vor unseren Augen.

Die Politiker reagieren eigenartig verhalten. Hin und wieder – aber eigentlich recht selten – zeigen sich welche im Katastrophengebiet. Sie machen ein unsicheres Gesicht, sprechen ein paar nichtssagende Worte und sind wieder weg. Etliche Fehler wurden gemacht. Wenn man diese künftig vermeidet, könnte es weniger Todesopfer geben. Insgesamt aber steht der Staat der ganzen Situation hilflos gegenüber. Das Ahrtal kann man in ein paar Jahren wieder aufbauen – wenn auch mit erheblichen Finanzmitteln, die dann woanders fehlen. Doch wann und wo kommt die nächste Flut? Die Medien schreiben vom „Jahrhunderthochwasser“. Dieses „Jahrhundert“ kann aber schon morgen vorbei sein! In jedem Tal kann das passieren, was wir an der Ahr erleben, denn solche Wetterextreme werden sich mit steigender Erdtemperatur häufen. Die Klimawissenschaftler haben das exakt vorhergesagt. Bloß dass es schon so schnell anfängt, haben sie selbst nicht gedacht.

Die Politiker wissen das alles auch und sie wissen noch mehr: Wenn solche Ereignisse wiederholt und in kurzer Folge auftreten, ist der Staat überfordert. Er ist dann nicht mehr in der Lage, seine Grundaufgabe, den elementaren Schutz der Bevölkerung, wahrzunehmen. Er wird kapitulieren. Aus dem Chaos heraus werden sich neue Strukturen bilden, wie wir es an der Nachbarschaftshilfe in den Katastrophengebieten schon jetzt ansatzweise beobachten können.

Das ist der Hintergrund, weshalb die Politiker sich so selten und mit diesem unsicheren Gesichtsausdruck sehen lassen. Und wenn Laschet sein anstößiges Lachen als „blöd und dämlich“ bezeichnet, dann unterschlägt er den Hauptfaktor, nämlich dass er eine innere Unsicherheit weglachen musste.

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Fronius startet „Solhub“-Testlauf mit Wasserstoffbus

Der Bus soll in den kommenden zwei Wochen komplett nur mit grünem Wasserstoff betankt werden, der mit Strom aus lokalen Photovoltaik-Anlagen erzeugt wird. Täglich werden rund 13 Kilogramm grüner Wasserstoff benötigt, womit der Bus mindestens 160 Kilometer im Nahverkehr zurücklegen kann.

Im Oktober 2018 stellte Fronius seine dezentrale Betankungsanlage für grünen Wasserstoff „Solhub“ vor. Der grüne Wasserstoff wird dabei aus lokal erzeugtem Solarstrom hergestellt. Am heutigen Dienstag startete nun ein Testbetrieb für einen so betankten Wasserstoffbus im oberösterreichischen Wels. Der wasserstoffbetriebene Bus „Solaris Urbino 12 Hydrogen“ wird zwei Wochen lang im öffentlichen Personennahverkehr eingesetzt. Dafür werde er täglich mit rund 13 Kilogramm grünen Wasserstoffs, der aus Solarstrom erzeugt wird, am Forschungs- und Entwicklungsstandort von Fronius betankt. Dies dauert rund 15 Minuten. Danach hat der Bus eine Reichweite – abhängig von den Einsatzbedingungen – von mindestens 160 Kilometern, wie es weiter hieß. Fronius zufolge kann er mit einer Tankfüllung dank der eingesetzten Technologie auch Tagesreichweiten von 350 Kilometern und mehr erreichen.

„Das Beste ist, dass Wärme und Wasserdampf die einzigen Produkte der chemischen Reaktion in der Brennstoffzelle sind, sie fungieren als eine Art Mini-Kraftwerk“, erklärte Anna Mejer, General Managerin bei Solaris Bus. „Die Betankung mit Wasserstoff ist kurz, bequem und unterscheidet sich kaum von der Betankung eines Diesel-Fahrzeuges.“ Für Fronius ist es ein wichtiger Schritt für die weitere Verbreitung seiner schlüsselfertigen Komplettlösung, denn mit dem Testbetrieb kann die Praxistauglichkeit bewiesen werden. „Der ‚Solhub‘ birgt sowohl für Unternehmen als auch für Kommunen ein enorm hohes Potenzial. Beide haben eine Schlüsselfunktion bei der Gestaltung und Realisierung der Energieversorgung von morgen“, sagte Martin Hackl, Global Director der Business Unit Solar Energy der Fronius International GmbH. Daher rechne das Unternehmen in den kommenden Jahren auch mit zahlreichen neuen Aufträgen zur Umsetzung von „Solhub“-Projekten von Gewerbe- und Produktionsbetrieben, Kommunen, Verkehrsbetrieben sowie aus den Bereichen Logistik, Tourismus, Betreibern von Sonderfahrzeugen oder erneuerbaren Energiegemeinschaften.

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ISFH entwirft BIPV-Fassadenmodule in Steinoptik

Die von der deutschen Forschergruppe entwickelten Module gelten als ideale Lösung für ästhetisch anspruchsvolle Photovoltaik-Anwendungen in Gebäuden mit Steinfassaden. Obwohl ihre Effizienz im Vergleich zu herkömmlichen Modulen nicht einmal halb so hoch ist, können die Module auch als Wand zur Teilverschattung oder semi-transparente Dachelemente verwendet werden.

Forscher des Instituts für Solarenergieforschung Hameln (ISFH) haben zwei verschiedene Techniken entwickelt, um eine Steinoptik in herkömmliche Solarmodulen zu integrieren. Diese sollen dann für gebäudeintegrierte Photovoltaik (BIPV)-Anwendungen in Steinfassaden geeignet sein. „Mit unserem Ansatz ermöglicht die authentische, raue Steinoberfläche eine nahtlose Integration von Solarmodulen, auch für einen Betrachter, der aus nächster Nähe vor der Fassade steht oder sie berührt“, erklärte ISFH-Wissenschaftler Arnaud Morlier auf Anfrage von pv magazine. „Es ist möglich, Standardmodule von Erstausrüstern (OEM) zu verwenden und sie mit dem Frontstein zu Kosten zu versehen, die mit dem Glasdruck vergleichbar sind. Die Solarmodule könnten in kurzer Zeit für die Massenproduktion bereit sein, da die Steinmaserungen kommerziell verfügbar sind“, fügte er hinzu. Alle Arten von Silizium- oder Dünnschichtmodulen seien dafür geeignet.

Bei der einen Technik wird die vordere Glasscheibe der Module durch eine Platte in Steinoptik ersetzt, bei der anderen werden die Natursteinmaserungen direkt auf die vordere Glasscheibe laminiert. Die verwendeten Steinfurniere seien 1,5 Millimeter dünne Produkte auf Harzbasis, die mit Glasfasern und einer bis zu 0,5 Millimeter dicken Steinschicht verstärkt sind.

Die deutsche Forschergruppe konnte vier großflächige Module mit einer Größe von 1220 mal 610 Millimetern und einem Gewicht von jeweils 13 Kilogramm herstellen. Alle Module basieren auf bifazialen Heterojunction-Solarzellen mit einer Größe von 156 mal 156 Millimetern, die zwischen zwei Lagen einer Polyolefin-Verkapselungsfolie eingekapselt sind.

Nachdem mit einzelligen Laminaten Photovoltaik-Wirkungsgrade von bis zu 11,2 Prozent erzielt wurden, wurden größere Testmodule hergestellt. Einige Solarmodule seien durch Hinzufügen der Steinmaserung in einem einzigen Laminierungsschritt hergestellt worden, die anderen wurden zunächst wie herkömmliche Glas-Rückseitenfolien laminiert und dann sei im zweiten Schritt die Steinoptik laminiert worden. Dies zeigt dem ISFH zufolge, dass die Steinoptik sowohl auf einem bereits hergestellten Modul hinzugefügt oder während der Modulproduktion integriert werden kann.

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Für 100 Prozent Erneuerbare und Klimaneutralität braucht Deutschland bis zu 446 Gigawatt Photovoltaik

Flächen für diese enorme Steigerung der installierten Photovoltaik-Leistung wären nach einer neuen Studie des Fraunhofer-ISE mehr als genug vorhanden. Wenn alle verfügbaren Flächen für Photovoltaik-Anlagen genutzt würden – also auch Tagebauseen, Fassaden, Straßen oder in Kombination mit der Landwirtschaft – dann sind mehr als 3000 Gigawatt möglich und dazu würden noch viele neue Arbeitsplätze geschaffen.

Experten sind sich einig, wenn Deutschland die Energiewende und auch sein Ziel der Klimaneutralität schaffen will, braucht es einen massiven Ausbau der Photovoltaik – neben Windkraft und Solarthermie. „Um 100 Prozent unseres, bis dahin nochmal stark gestiegenen, Strombedarfs mit Erneuerbaren zu decken, müssen wir im Vergleich zu heute das 6 bis 8-fache an Photovoltaik-Leistung installieren“, sagt Christoph Kost, Leiter der Gruppe Energiesysteme und Energiewirtschaft am Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. Das entspricht dann einer installierten Photovoltaik-Leistung von 303 bis 446 Gigawatt. Die Leistung der Solarthermie-Anlagen müsste von derzeit rund 15 auf 45 bis 49 Gigawatt mindestens verdreifacht werden, so die Forscher des Fraunhofer-ISE bei der Vorstellung ihrer Kurzstudie „Solaroffensive – Wie wir mit Sonnenenergie einen Wirtschaftsboom entfesseln und das Klima schützen“. Sie ist im Auftrag von Greenpeace erstellt worden.

Für einen so starken Photovoltaik-Ausbau in den nächsten Jahren braucht es viele Flächen. Diese sind aber nach einer Studie der Freiburger Wissenschaftler mehr als genug vorhanden. So kommen sie auf ein Potenzial von 3160 Gigawatt für Photovoltaik, wenn sie in Kombination mit etwa landwirtschaftlichen Flächen, künstlichen Seen, Fassaden, Parkplätzen, Straßen, Lärmschutzwänden oder auch Fahrzeugen installiert wird. „Photovoltaik verbindet sich hier mit der Landwirtschaft, schwimmt auf gefluteten Tagebauen, passt in Gebäude- und Fahrzeugaufbauten, folgt Verkehrswegen oder bedeckt bereits versiegelte Flächen wie Parkplätze. Die Integration von Photovoltaik-Anlagen in solche bereits genutzten Flächen erschließt ein riesiges Potenzial zur Stromerzeugung – und schafft eine Fülle weiterer Synergien“, sagt Harry Wirth, der das Forschungsfeld „Integrierte Photovoltaik“ beim Fraunhofer ISE betreut. Er hat die Studie zu den zusätzlichen Flächenpotenzialen durch Doppelnutzung im Auftrag von Greenpeace erstellt.

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Agro-Photovoltaik mal anders

Ein internationales Forscherteam zeigt, dass die durch Photovoltaik-Anlagen aktivierte Mikroben nur zehn Prozent der Landfläche für jedes produzierte Kilogramm Protein benötigen wie die effizienteste Pflanzenkultur. Damit könnten riesige Flächen aus der bisherigen landwirtschaftlichen Nutzung frei werden.

Die Weltbevölkerung wächst rasant und in vielen Teil herrscht Nahrungsmangel. Eine wichtige Rolle bei der Produktion von menschlichen und tierischen Nahrungsmitteln spielen dabei Mikroben. Ihren Bedarf allein durch die konventionelle Landwirtschaft zu decken, würde die Umwelt jedoch enorm belasten. Eine sonnige Alternative hat nun ein internationales Forscherteam gefunden. Mit dem Einsatz von Photovoltaik-Anlagen ließe sich die Produktion von mikrobiellem Protein nachhaltiger und effizienter gestalten, wie die Ergebnisse ihrer Studie “Photovoltaic-driven microbial protein production can use land and sunlight more efficiently than conventional crops” zeigt. Diese haben sie in der Fachzeitschrift „PNAS“ veröffentlicht.

Ihre Methode setzt neben Photovoltaik auf Nährstoffe und Kohlendioxid. Die Forscher simulierten am Computer eine groß angelegte mikrobielle Lebensmittelproduktionsanlage für die Zucht von Mikroben. Die proteinreiche Biomasse wird dabei geerntet und zu einem Pulver verarbeitet, das als Futtermittel für Tiere und als Nahrungsmittel für Menschen genutzt werden könne, so die Forscher. Sie analysierten dabei den Energiebedarf für jeden einzelnen Produktionsschritt: Photovoltaik-Stromerzeugung, elektrochemische Herstellung des energiereichen Substrats für die Mikroben, Kultivierung der Mikroben, Ernte und Verarbeitung der proteinreichen Biomasse. Dabei seien mehrere Arten von Mikroben und Wachstumsstrategien verglichen worden, um die effizienteste Methode zu entwickeln.

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