Nicht überall auf der Erde ist die Sonneneinstrahlung gleich stark. Doch welche Länder können zuverlässig auf Solarenergie setzen? Mit einem Solar-Atlas für den Mittelmeerraum hat das DLR gemeinsam mit internationalen Partnern umfangreiches Kartenmaterial erstellt, das auf Basis von Satelliten- und Erdbeobachtungsdaten Auskunft über das Potenzial der Sonnenenergie an einem bestimmten Ort gibt.

Solar-Atlas für den Mittelmeerraum

Seit mehr als 20 Jahren beschäftigen sich Wissenschaftler mit organischen Solarzellen, die aus bestimmten Kunststoffen bestehen. Sie können energiesparend und umweltfreundlich hergestellt werden, sind flexibel und lassen sich wie Plastikfolien verarbeiten. Verglichen mit Silizium-Solarzellen produzieren sie aber selbst unter Laborbedingungen nur etwa ein Drittel der elektrischen Energie – ein Großteil des Stroms versickert im Material. Woran das liegt, ist bis heute nicht vollständig geklärt. Etwas mehr Licht auf diese Frage hat nun eine Arbeit am HZB geworfen:

Ursache für Stromverlust in organischen Solarzellen aufgedeckt

CO₂ ist unerwünscht. Nicht nur in den Abgasen fossiler Kraftwerke. Auch Biogasanlagen haben ein CO₂-Problem – allerdings der etwas anderen Art. Wenn im Fermenter zum Beispiel Bioabfälle zu Methan vergoren werden, entsteht ein Gasgemisch, das bis zu 40 Prozent CO₂ enthält. Mit Membran-Modulen, die am Helmholtz-Zentrum Geesthacht entwickelt werden, lässt sich das CO₂ abtrennen.

CO2-Membranen für Biogas

Während auf dem Bauplatz in Cadarache in Südfrankreich die Gebäude in die Höhe wachsen, die den internationalen Fusionstestreaktor ITER aufnehmen sollen, laufen weltweit die physikalischen Feinarbeiten. Als Vorstufe für ein Demonstrationskraftwerk soll ITER (lateinisch: „der Weg“) aus der Verschmelzung von Atomkernen Energie gewinnen – ähnlich wie die Sonne. Der Brennstoff, ein dünnes Wasserstoffplasma, ist dazu berührungsfrei in einem Magnetfeldkäfig einzuschließen und dann auf Zündtemperaturen über 100 Millionen Grad aufzuheizen. Doch noch gibt es offene Fragen:

Plasma-Stabilität nach Maß

Etwa ein Prozent des radioaktiven Abfalls ist besonders problematisch, da er Halbwertszeiten von mehreren hunderttausend Jahren aufweist. Aus diesem Grund muss das gesamte Abfallvolumen über diese langen Zeiträume sicher von der Biosphäre isoliert werden. Die Idee, besonders langlebige Abfälle aus abgebrannten Brennelementen abzutrennen (Partitioning) und in weniger problematische Isotope zu verwandeln (Transmutation) funktioniert bislang nur im kleinsten Maßstab. Die Umsetzung in eine technische Anwendung ist noch eine große Herausforderung.

Zukunftsvision Partitioning & Transmutation

Strom aus Erdwärme steht anders als Solarenergie oder Wind rund um die Uhr zur Verfügung und ist damit grundlastfähig. In vulkanreichen Ländern wie Island muss man nicht tief bohren, um ausreichend heiße Regionen zu erschließen, dort decken geothermische Kraftwerke schon fast 20 Prozent des Strombedarfs. In Deutschland dagegen wird Erdwärme bislang allenfalls zum Heizen genutzt. Doch auch hier wäre Strom aus Erdwärme prinzipiell möglich:

Geothermie im Langzeittest