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Laden mit Ökostrom: neue Technologien

Immer mehr Menschen steigen auf ein Elektroauto um. Das ist gut für die Umwelt, erhöht aber gleichzeitig auch den Strombedarf. Der Knackpunkt: Ein Großteil des Stroms, der heute ins Netz eingespeist wird, stammt noch nicht aus erneuerbaren Quellen. Um die CO2-Emissionen im Energiesektor zu reduzieren und unser Stromnetz zu dekarbonisieren, brauchen wir bahnbrechende technologische Innovationen, die sauber und umweltfreundlich sind. Und dafür gibt es keine bessere Inspirationsquelle als die Natur selbst.

Derzeit untersuchen wir, wie wir Strom aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind, Wasser und Sonnenlicht gewinnen können. Diese umweltfreundlichen Lösungen lassen sich skalieren und sind für circa zwei Drittel der weltweiten Energieversorgung wirtschaftlich tragfähig. Ohne eine stärkere Nutzung von erneuerbaren Energietechnologien könnten jedoch Faktoren wie der steigende Energiebedarf und das starke Bevölkerungswachstum die Dekarbonisierung unseres Stromnetzes ausbremsen. 

Deshalb arbeiten Experten unermüdlich an neuen Ideen. Eine der vielversprechendsten Möglichkeiten, die derzeit erforscht wird, ist die Nutzung des Temperaturunterschieds zwischen warmen und kalten Wassermassen in unterschiedlichen Meerestiefen, die sogenannten Meereswärmekraftwerke (engl. Ocean Thermal Energy Conversion – OTEC). Diese liefern rund um die Uhr einen konstanten, gleichmäßigen Strom, der nicht zwischengespeichert werden muss. Obwohl die erste derartige Versuchsanlage zur Netto-Stromerzeugung bereits in den 1990er Jahren entwickelt wurde, gilt OTEC immer noch als eine neue Technologie.

Den natürlichen Wasserkreislauf anzuzapfen und die Energie des herabprasselnden Regens zu nutzen, könnte eine weitere Möglichkeit sein, um den Anteil sauberer Energien bei der Stromerzeugung zu erhöhen. Strom lässt sich nämlich auch durch die Vibration von Regentropfen erzeugen. Dazu müssen sie auf eine spezielle Oberfläche aus piezoelektrischem Material (z. B. Quarz) fallen, das ihre kinetische Energie aufnehmen kann. Obwohl es Experten bislang nicht gelungen war, mit dieser Methode eine nennenswerte Strommenge erzeugen, deutet sich hier möglicherweise gerade ein Durchbruch an. Bei neuen Forschungen wurde nämlich eine Methode entdeckt, mit der ein einziger Tropfen Regen-, Leitungs- oder Meerwasser genug Ladung erzeugen kann, um 100 LED-Lampen mit Strom zu versorgen.

Aufgrund der unterschiedlichen Tageszeiten und Wetterbedingungen können wir mit erneuerbaren Energiequellen wie Wind und Sonnenlicht nicht ständig und kontinuierlich Strom erzeugen. Deshalb entwickeln wir auch neue Methoden zur Zwischenspeicherung von Ökostrom, die sich nutzen lassen, wenn gerade nicht genug oder gar kein Wind oder Sonnenlicht verfügbar ist. Zum Beispiel mechanische Schwungmassenspeicher mit Schwungrädern, deren Achsen zur Minimierung von Reibungsverlusten luftgelagert sind. Solange sich ein solches Schwungrad dreht, wird die elektrische Energie, die es in Gang gesetzt hat und am Rotieren hält, in kinetische Energie umgewandelt und so zwischengespeichert. Bei Bedarf lässt sie sich schnell wieder in elektrischen Strom umwandeln. 

Jede dieser Ideen ist ein überzeugendes Beispiel dafür, wie wir die vielseitige Kraft der Natur zur sauberen Stromerzeugung nutzen können. Sie belegen, dass Inspiration und echte Lösungen viel näher liegen als erhofft, und dass wir bereits auf dem besten Weg sind, ein komplett mit Ökostrom versorgtes Stromnetz zu erschaffen – die Grundlage für eine wahrhaft nachhaltige Elektromobilität.

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