PSI Event: Strom aus Biomasse – „In der Gülle liegt die Fülle“

Die einheimische Biomasse hat das Potential, die Energie von drei Kernkraftwerken zu produzieren. Am Paul Scherrer Institut wird die Nutzung dieser Energiequelle zur Industriereife hoch entwickelt.

Martin Humbel empfing uns an einem sonnigen Samstag Morgen im PSI Forum. Nach einem Überblick vom PSI ging es zuerst einmal um den Kontext des Themas. Einige wichtige Punkte aus dem Vortrag (Folien Martin Humbel, PSI):

Während wir uns über 9% der Energieproduktion aus Kernkraft streiten, verbrennen wir 70% fossile Energieträger
Fossile Energieträger sind dichte Speicher, aber die Umwandlung in Bewegung ist ziemlich dürftig. Zum Vergleich: Ein Elektromotor hat 90% Wirkungsgrad.
Das Ausrufezeichen weist darauf hin, dass offenbar Biomasse zu 99% aus C, H und O besteht.
Idee: Das bestehende Erdgasnetz einbeziehen. Dieses hat etwa die 12-Fache Leistungsfähigkeit von Hochspannungsleitungen. Mit Brennstoffzellen und Elektrolyseuren kann das Gasnetz zum Stromverteiler werden mit einer Effizienz von immerhin 60%.

Danach ging es um den eigentlichen Prozess der Biogas-Produktion und den aktuellen Stand der Forschung. Folgende Artikel geben einen Einblick:
Alles nutzen, was im Klärgas steckt, Auch wässerige Biomasse bietet Potenzial

Im zweiten Teil des spannenden Events durften wir die Test-Anlagen auf dem PSI Gelände besichtigen:

Energetische Amortisation von Solar Anlagen EROI

Interessante Lektüre zum Thema Energiebilanz von Solarstrom

Vielversprechende Aussichten gemäss Autor: R. Novotný: „Vernachlässigt man die «Ausreisser», kommt man zum Schluss, dass bereits heute PV-Anlagen in der Schweiz nach weniger als 3 Jahren energetisch amortisiert sind und bis zu ihrem Lebensende von mindestens 25 Jahren erneuerbare Energie produzieren. Die kontinuierliche Optimierung der Herstellungsprozesse wird erfreulicherweise künftig zu noch höheren Solarstromerträgen führen.“

Photovoltaik Forschung in Neuenburg

Im Rahmen eines Alumni-Events präsentierte Dr. Quentin Jeangros das PV Lab der EPFL in Neuenburg. In Zusammenarbeit mit dem benachbarten CSEM arbeiten ungefähr 100 Forscher auf 2000m² Labor und Reinraum. Das ganze Spektrum vom Wafer zu Modulen wird abgedeckt.

Ziel der Forscher ist kostengünstige Produktion von Sonnenenergie:  mehr als 20% Effizienz bei weniger als 0.4 Euro/Wp für mehr als 30 Jahre Lebensdauer der Module.

Schon heute kann Sonnenenergie günstig produziert werden wie die Fraunehofer ISE Studie zeigt: Die Kosten für PV Farmen liegen inzwischen tiefer als diejenigen von Kohle.

Die theoretisch maximale Effizienz für einschichtige Silizium Solarzellen liegt bei 30%. Wie kann die Effizienz weiter gesteigert und der Herstellungsprozess vereinfacht werden? Auf diese Fragen werden im PV Lab Antworten gesucht. Zum Beispiel die Effizienz durch zweischichtige  Solarzellen zu erhöhen. Dies erfordert neue Kontaktmaterialien. „Perovskites“ begeistert die Forscher aktuell dank idealen Eigenschaften wie Auftragung bei niedrigen Temperaturen. Die Schicht des Kontaktmaterials ist jeweils nur wenige Nanometer dick und muss auf die Siliziumstrukturen im Mikrometer Bereich aufgetragen werden.

Für eine erfolgreiche industrielle Umsetzung müssen neue Prozesse entwickelt werden welche erlauben die Mikrostrukturen im Nanometer Bereich zu kontrollieren und kostengünstig die PV Module zu produzieren.

Das folgende Video gibt einen interessanten Einblick in die Produktion: https://www.youtube.com/watch?v=tzQw1e0gP_4

SATW Studie: Erneuerbare Stromproduktion ist spitze

Fachleute der ETH Zürich haben erstmals die Gesamtenergiebilanz der wichtigsten Formen der Stromproduktion in der Schweiz nach einer einheitlichen Methodik analysiert. Dabei zeigt vor allem die Wasserkraft eine herausragende Bilanz. Photovoltaik und Wind schneiden gut ab.

Die Studienkurzfassung enthält weitere interessante Informationen.