Können Luftschiffe eine grüne Alternative zu modernen Flugzeugen sein? Ist es möglich, Windräder auch in der Stadt zu betreiben? Was heißt es
Können Luftschiffe eine grüne Alternative zu modernen Flugzeugen sein? Ist es möglich, Windräder auch in der Stadt zu betreiben? Was heißt es, CO2-Emissionen zu “begraben”? Bei Futuris geht es in dieser Sendung um umweltfreundliche Alternativen, die dem Klimawandel entgegenwirken.
Die Emissionen “begraben”: Ein Besuch im Hellisheiði-Kraftwerk in Island
Denis Loctier, euronews: “Wir wissen, dass der weltweite Klimawandel uns alle betreffen wird. Doch was können wir mit all dem CO2 tun, dass wir in die Atmosphäre ausstoßen? Hier in Island erproben Wissenschaftlter eine neue Methode, um das CO2 der Atmosphäre zu binden.” Island ist stark auf Geothermie, also Erdwärmekraft, angewiesen, eine der ökologischsten Energiequellen, die es gibt. Doch der unterirdische Dampf setzt CO2 vulkanischen Ursprungs frei, das dann in der Atmosphäre landet.
Edda Sif Aradóttir, Lagerstätteningenieurin bei Reykjavík Energy und CARBFIX Projekt-Koordinator erklärt:
“Geothermiekraftwerke produzieren nicht sehr viel CO2. Das Hellisheiði-Kraftwerk erzeugt 300 Megawatt Strom und stößt nur vierzigtausend Tonnen Emissionen aus. Das sind rund 3% von dem, was ein mit fossilen Brennstoffen betriebenes Kraftwerk produziert. Trotzdem versuchen wir, den Ausstoß zu verringern.”
CO2 im Boden fixieren
Die Isländer testen eine neue Methode, um den CO2-Ausstoß in die Atmosphäre zu verringern. CO2 und andere Gase werden gesammelt, mit Wasser vermischt, und tief in den Boden gepumpt. Magnus Arnarson, Chemieingenieur führt aus:
“Wenn der Dampf durch die Turbine geht, kondensiert er zu Wasser. Das Wasser wird verwendet, um das Kohlenstoffdioxid und den Schwefelwasserstoff aufzulösen. Dann wird es wieder nach unten gepumpt.”
Leistungsstarke Pumpen transportieren das kohlensäurehaltige Wasser 500 Meter in die Erde. Damit kann das CO2 nicht in die Atmosphäre entweichen.
Edda Sif Aradóttir:
“Wir sind hier an der Pumpstation, wo wir das im Wasser gelöste CO2 in den Erdboden transportieren. Wir müssen sicherstellen, dass es tief genug gepumpt wird, damit der Druck der Wassersäule darüber hoch genug ist, so dass das CO2 gelöst bleibt.”
Basalt spielt eine wichtige Rolle bei der Mineralisierung des CO2
Island besteht fast ausschließlich aus Basalt. Dieses poröse Gestein vulkanischen Ursprungs spielt eine wichtige Rolle bei der Mineralisierung des Kohlenstoffdioxids. Basalt reagiert mit kohlensäurehaltigem Wasser, und wandelt das CO2 um. Ingvi Gunnarsson, Geo-Chemiker bei Reykjavik Energy:
“Basalt eignet sich bestens, um CO2 einzuleiten. Das liegt an der chemischen Zusammensetzung des Gesteins. Es enthält viel Calcium, Eisen und Magnesium: diese Stoffe sind nötig, um das CO2 im Boden zu mineralisieren.”
Experimente an der Universität Island haben die Praktikabilität dieser Methode gezeigt. Mit Hilfe eines Basaltpulvers hatten sie die unterirdisch ablaufenden Prozesse simuliert und rund fünf Jahre für die Umwandelung des CO2 in ein Mineral veranschlagt.
Iwona Galeczka Geo-Chemikerin der Universität Island erläutert den Prozess:“Sie haben einige Versuche mit der Einleitung des CO2 im großen Maßstab gemacht, und dann sagten sie, dass es mindestens ein paar Jahre dauern würde, bis das CO2 zu Karbonatmineralien umgewandelt würde. Aber die Feldstudien zeigten, dass es viel schneller geht als angenommen. Darüber sind wir sehr glücklich! Wir können das CO2 umwandeln, das sind tolle Nachrichten für uns, für Wissenschaftler und alle Menschen, denn wir können etwas gegen den Klimawandel tun!”
Diese Bohrproben zeigen, dass das CO2 innerhalb eines Jahres in festes Kalzit umgewandelt wurde, ungefähr fünfmal schneller als erwartet.
Edda Sif Aradóttir:
“Hier im Kern sehen wir weiße Punkte – das ist eine Kalziumkarbonat-Ablagerung, die uns zeigt, dass das injizierte CO2 im Stein mineralisiert ist. Das heißt, es ist dauerhaft fixiert.”
Gibt es Nebenwirkungen der CO2-Fixierung?
Aber was sind die Begleiterscheinungen dieser Methode? Gibt es Auswirkungen auf die Qualität des Grundwassers? Bis jetzt haben die Wissenschaftler dieses europäischen Forschungsprojektes noch keinen Anlass zur Sorge gefunden. Sandra Snæbjörnsdóttir. Doktorandin in der Geochemie an der Universität Island:
“Wir nehmen Wasserproben und analysieren sie auf Metalle. Damit stellen wir fest, ob das Wasser verschmutzt ist, aber in diesem Experiment stellen die Proben keinerlei Risiko für das Trinkwasser dar.
Porto: Futuristische innerstädtische Windkraftwerke
Denis Loctier, euronews: “Die Städte der Zukunft werden zunehmend auf alternative Energien wie beispielsweise Windenergie angewiesen sein. Windräder heutzutage sind laut, nicht besonders vogelfreundlich und befinden sich meist weit weg vom Endabnehmer ihrer Energie. Doch es gibt Alternativen.” Diese futuristische Anlage im Hafen von Porto nutzt Solarpanele und kleine Windturbinen, um vor Ort Energie zu erzeugen.
Pedro Ruão, Materialingenieur und CEO von Omniflow erklärt die Analge:
“Sie funktioniert wie ein Flügel, der die horizontale Windströmung in eine vertikale umwandelt, und so die Turbine antreibt, die Energie produziert.”
Die hocheffizienten Solarpanele generieren Energie, sobald die Sonne scheint. Das horizontale Rotorblatt der Turbine funktioniert unabhängig von der Windrichtung.
Pedro Ruão erklärt weiter:
“Mit dieser Anlage können Sie Ihr eigenes Haus mit Energie versorgen, ohne den Strom aus dem Netz einzuspeisen, der aus Kohle- oder Kernkraftwerken kommen könnte. So können Sie zur Nachhaltigkeit beitragen.”
Strom für elektronische Anlagen unabhängig vom städtischen Netz
Diese durch ein europäisches Forschungsprojekt unterstützteTechnologie wird für verschiedene Anwendungen vertrieben. In der Stadt kann sie elektronische Anlagen unabhängig vom städtischen Stromnetz mit Energie versorgen. João Pina, Ingenieur bei Telecom, Drivetel:
“Heutzutage muss man Gräben für Kabel im Boden ziehen, damit Sie Ihre elektronischen Anlagen an das Netz anschließen können. Sie brauchen Genehmigungen, auf die sie warten müssen. Es ist viel einfacher und schneller, diese Lösung zu verwenden, um gleich Strom zu haben. “
Batterien, die sich unter der Oberfläche des Geräts befinden, speichern die
erzeugte Energie. Weitere Komponenten können, je nach Art der Anwendung, hinzu gefügt werden.
Mobiles Internet auch in abgelegenen Regionen
Jorge Amaral, Elektroingenieur bei Officelan: “Der Platz im Innenraum erlaubt es uns, elektronische Geräte dort einzubauen. Damit kann man drahtlose Verbindungen in ländlichen Gebieten bereitstellen. Wir können Antennen für mobiles Internet in abgelegenen Regionen installieren.” Während die Sonne in Porto untergeht, beobachten wir eine Anwendung dieser Technologie. Die LED-Beleuchtung schaltet sich durch die am Tag gespeicherte Energie automatisch an und erleuchtet den Hafen.
Pedro Ruão
“Das ist ein System, dass das Prinzip zeigt. Ein einziges Gerät ist nicht genug, um einen großen Unterschied zu machen, aber stellen Sie sich vor, wieviel Strom hunderte solcher Geräte, die jeweils 15 Megawatt pro Stunde produzieren, im Jahr für die Stadt erzeugen.”
Zurück in die Zukunft: Zeppeline als umweltfreundliche Frachter Denis Loctier, euronews: “Im englischen Bedford nimmt eine umweltfreundlichere Alternative zu modernen Flugzeugen Gestalt an. Die Macher dieses gigantischen Luftschiffes glauben, dass es bald an der Zeit ist abzuheben und den schmutzigen und lauten Flugzeugen die Stirn zu bieten.”
Das hybride Luftschiff Airlander verbindet Luftfahrttechnologien, indem es Flugzeug- und Hubschraubertechnik einsetzt, um seine Effizienz zu maximieren.
Chris Daniels Leiter für Kommunikation bei “Hybrid Air Vehicles”:
“Der Rumpf umfasst 38.000 Kubikmeter Raum, der vor allem mit Helium gefüllt ist. Helium ist leichter als Luft, deswegen hebt es so leicht ab, ungefähr 60 Prozent des Auftriebs kommen davon. 40 Prozent kommen durch die aerodynamische Flügelform. Das gibt dem Zeppelin auch zusätzliche Effizienz und bedeutet, dass er sehr gut kontrollierbar ist. “
Der Airlander: Ein umweltfreundlicher Riese
Dieser Testflug mit einem Prototypen des Airlander hat die guten Flugeigenschaften demonstriert. Dieser bewegt sich mit maximal 150 km/h, aber er kann wochenlang in der Luft bleiben und benötigt keine Flughäfen. Tom Grundy Luftfahrtingenieur und Betriebsleiter bei “Hybrid Air Vehicles”:
“Wir können Lieferungen an Orte bringen, die keine Start- und Landebahnen besitzen, oder solche, die durch Naturkatastrophen stark beschädigt wurden. Also wie ein Hubschrauber, nur wesentlich größer und effizienter. Wir nutzen Helium und keinen Wasserstoff. Helium ist ein Edelgas, es explodiert nicht, es brennt nicht. Es gibt viele Wege, dieses Luftfahrzeug in Bewegung zu setzen, durch den Auftrieb, aber auch durch die Aerodynamik, oder durch den Vektorschub der Triebwerke. Vieles ist doppelt konstruiert, aber das gibt viel Sicherheit, und erleichtert die Kontrolle über das Flugschiff.”
Der Airlander wird bis zu zehn Tonnen Ladung transportieren können. Die nächste Generation wird eine fünfmal so hohe Kapazität haben – so wie Frachtflugzeuge, nur mit viel besserer Kraftstoffeffizienz.
Hohe Kraftstoffeffizienz bei großer Leistung
Rowan Geddes, leitender Triebwerksingenieur bei “Hybrid Air Vehicles”: “Wenn wir auf einer 21-Tage-Mission wären, würden wir so viel Kraftstoff verbrauchen wie ein Kampfjet in einer Stunde. Es existiert also ein signifikanter Unterschied im Verbrauch, das ist sicher.” Die Ingenieure hoffen, dass solche hybriden Luftschiffe für den Transport von Frachtgut genutzt werden, wenn die Geschwindigkeit keine Rolle spielt. Diese könnten auch die beste Wahl für langfristige Beobachtungsmissionen sein, oder als Luxus-Hotel dienen: mit minimaler Belastung für die Atmosphäre.
Chris Daniels:
“Wir produzieren ein Viertel bis ein Drittel der Emissionen im Vergleich zu Flugzeugen. In Zukunft sollen die Flugschiffe komplett elektrisch betrieben werden. Wir wollen Solarpanele auf der Oberfläche des Flugzeugs anbringen. Diese Luftfahrzeuge haben dann überhaupt keinen Kohlenstoffdioxid-Ausstoß, sie werden die Luftfahrt revolutionieren.”
Der Klimawandel ist und bleibt eine große Herausforderung. Doch neue technische Lösungen können den Weg in eine grünere Zukunft weisen.