Zukunft: Alternative Energien - Solarchemie
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 Sonnenofen des Paul-Scherrer-Institus, Villigen, Schweiz | |
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 Prinzip der Solarchemie | |
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 Solarreaktor des Sonneofens |
Die Energiekrise rollt unaufhaltsam auf die Menschheit zu. Öl wird eine Reichweite von 40 Jahren, Uran von 60 Jahren und Gas von 70 Jahren vorausgesagt. Ohne den vielfältigen Einsatz von alternativen Energien wird es für die Menschheit nicht weitergehen können. Diese Energieformen haben allerdings bis jetzt entscheidende Nachteile: sie sind schlecht bis gar nicht speicherbar und fallen vor allem dann an, wenn wenig Energie benötigt wird. Bei der vielbejubelten Wasserstofftechnologie wird oft übersehen, dass Wasserstoff in technisch relevantem Umfang heute aus fossilen Energieträger gewonnen wird.
Genau hier setzen die Forscher des schweizerischen Paul-Scherrer-Instituts an. Sie forschen an einem Weg, die erwähnten Nachteile zu beseitigen. Ihre Methode verwendet die solarchemische Speicherung von Sonnenenergie und klingt bestechend einfach. In ihren Sonnenöfen in Villigen konzentrieren sie das Sonnenlicht 5000fach und erzeugen dabei Temperaturen von 2000 °C. Dies sind ideale Bedingungen, um endotherme (=energieverbrauchende) chemische Reaktionen ablaufen zu lassen. Eine solche Reaktion ist die Reduktion von Zinkoxid zu Zink und Sauerstoff. Auf diese Art und Weise wird Sonnenenergie im gewonnenen Zink gespeichert.
Energie wird gewonnen, wenn Zink und Wasserdampf in einem exothermen (=energiefreisetzenden) Reaktor zu Zinkoxid und Wasserstoff reagieren. Der Energieträger Wasserstoff wird so ohne den Verbrauch fossiler Brennstoffe und ohne den Anfall von klimaschädigendem Kohlendioxid erzeugt. Das entstandene Zinkoxid wird dem Kreislauf im endogenen Reaktor wieder zugeführt. Endogene Reaktoren könnten in den sonnenreichen Gebieten unseres Planeten betrieben werden; die Erzeugung von Wasserstoff könnte erfolgen, wo und wann Energie benötigt wird. Beispielrechnungen haben ergeben, dass Solaranlagen mit einem Wirkungsgrad von 20 % auf nur 0,1% der verfügbaren Landfläche ausreichen würden, um den gesamten Energiebedarf der Erdbevölkerung zu decken.
Solarchemie und die zugehörige Hochtemperaturverfahrenstechnik können somit ein faszinierendes, interdisziplinäres Forschungsgebiet mit vielen neuen, hochinteressanten Aufgaben für VerfahrensingenieurInnen der Zukunft werden.
Quellen: VDI-Nachrichten, Paul-Scherrer-Institut