Helmholtz-Gemeinschaft

Stroh tanken

Auf dem Campus Nord des KIT wird die Bioliq-Pilotanlage aus Stroh und anderen Reststoffen zunächst ein ölähnliches Vorprodukt und daraus dann maßgeschneiderte Designerkraftstoffe produzieren. Foto: KIT

Pflanzliche Reststoffe wie Stroh oder Holzspäne lassen sich zu hochwertigen Treibstoffen verarbeiten, dies haben Forscher des KIT bereits vor einigen Jahren im kleintechnischen Maßstab gezeigt. Die Ökobilanz solcher Synthesekraftstoffe fällt erheblich besser aus als bei Treibstoffen aus Rapsöl oder anderen Energiepflanzen, für die eigene Anbauflächen reserviert, gedüngt und bewässert werden. In Zusammenarbeit mit Industriepartnern wie der Lurgi GmbH, MUT Advanced Heating GmbH aus Jena und Chemieanlagenbau Chemnitz GmbH baut das KIT eine Pilotanlage auf, die nun kurz vor der Vollendung steht.

Der bioliq®-Prozess besteht aus mehreren Schritten: Zunächst wird die trockene Biomasse in regional verteilten Anlagen durch Schnellpyrolyse zu einem ölähnlichen Zwischenprodukt mit hoher Energiedichte umgewandelt. Dieses Zwischenprodukt lässt sich leicht zur Weiterverarbeitung transportieren. In späteren Großanlagen folgen weitere Schritte. Durch innovative Verfahren konnten in der bioliq®-Pilotanlage einige Schritte zu einer einzigen Prozessstufe zusammengefasst werden. In der Anlage wird das energiereiche Zwischenprodukt mit Hilfe eines Flugstromvergasers in ein hochreaktives Synthesegas aus Kohlenmonoxid- und Wasserstoffmolekülen umgewandelt. „Diese chemischen Bausteine lassen sich in der nächsten Stufe zu beliebigen Designerkraftstoffen zusammensetzen“, erläutert Dr. Nicolas Dahmen, Projektleiter für den Bau der bioliq-Anlage. „Die Pilotanlage wird 100 Liter Designerkraftstoff pro Stunde liefern können, das ist noch keine industrielle Größenordnung, erlaubt aber umfangreiche Kraftstoff- und Fahrzeugtests“, sagt Dahmen. Und die sind Voraussetzung dafür, dass das Verfahren breitere Anwendung finden kann.

Einblicke in die Forschung: Energie

Starke Teile aus dem kalten Ofen

Viele Bauteile von Flugzeugen und Fahrzeugkarosserien sind längst nicht mehr aus Stahl, sondern aus modernen Verbundwerkstoffen. Sie bestehen aus Karbon- oder Glasfasergeflechten, die mit Spezialharzen zu einem extrem belastbaren Material verbunden werden, das Crashtests standhält, Schwingungen elastisch abfedert und dabei federleicht ist. Und das spart Treibstoff.

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Einblicke in die Forschung: Energie

Stille Reserven

Unter Europas Energieexperten macht ein neuer Begriff die Runde: „Shale Gas“ könnte man mit „Schiefergas“ ins Deutsche übersetzen. Gemeint ist damit Erdgas, das in dichten Tongesteinen uralter Ablagerungen steckt, mit den üblichen Methoden aber nicht gefördert werden kann. Diese lange bekannten Gasvorkommen können erst seit wenigen Jahren wirtschaftlich genutzt werden.

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Einblicke in die Forschung: Energie

Salz, Beton und Druckluft: Speicher liefern Energie auf Wunsch

Solar- und Windkraftwerke richten sich selten genau nach dem Bedarf der Stromkunden. Daher sind günstige und effiziente Energiespeicher der Schlüssel für eine zuverlässige Versorgung mit regenerativ erzeugtem Strom. Forscher des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) entwickeln Wärme- und Druckluftspeicher für die Energieversorgung der Zukunft.

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Einblicke in die Forschung: Energie

Siebe für das Kohlendioxid

Fossile Kraftwerke werden voraussichtlich noch lange Zeit ein Grundpfeiler der weltweiten Energieversorgung sein. Als wichtiges Element im Kampf gegen den Klimawandel könnte sich daher die Abtrennung und Speicherung von Kohlendioxid aus den Abgasen von Kohle- oder Gaskraftwerken erweisen. Damit dies mit möglichst geringem Energieaufwand gelingen kann, entwickeln Forscher in der Helmholtz-Allianz MEM-BRAIN unter Federführung des Forschungszentrums Jülich Membranen aus Polymer- und Keramikmaterialien.

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Einblicke in die Forschung: Energie

Wendelstein 7-X schreitet voran

Einer der wichtigsten Industrieaufträge zum Bau der Fusionsanlage Wendelstein 7-X wurde im Mai 2010 abgeschlossen: die Herstellung der fünfzig supraleitenden Magnetspulen. Der Auftrag für dieses technologische Kernstück des Experiments, das zurzeit im Teilinstitut Greifswald des Max-Planck-Instituts für Plasmaphysik (IPP) entsteht, war die bisher größte Einzelbeschaffung in der Geschichte des Instituts.

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Einblicke in die Forschung: Energie

Mehr Licht für Tandemzellen

Eine Solarzelle nutzt immer nur einen Teil des Sonnenspektrums, setzt also nur ganz bestimmte Farben (Frequenzen) in Strom um. Was liegt also näher, als unterschiedliche Solarzellen aufeinanderzu stapeln, um einen größeren Anteil des Lichts in Strom umzuwandeln? Dieser Ansatz wird beim Bau von Tandemzellen verfolgt, die aus einer Topzelle und einer Bottomzelle bestehen.

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Einblicke in die Forschung: Energie

Brennstoffzelle im Dauerlauf

Sie läuft und läuft und läuft. Mit 25.000 Stunden hat die Jülicher Hochtemperatur-Brennstoffzelle im Juni 2010 einen neuen Langlauf-Weltrekord erreicht. Gute Voraussetzungen, um künftig nicht nur Autos oder Laptops mit Strom zu versorgen, sondern auch Eigenheime und industrielle Prozesse. Denn Brennstoffzellen sind heiße Kandidaten für eine künftige, auch stärker dezentrale Energieversorgung.

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Einblicke in die Forschung: Energie

Modelle für die Energie aus der Tiefe

Wenn die GFZ-Forscher aus mehreren Kilometern Tiefe Erdwärme an die Oberfläche holen, um elektrischen Strom zu erzeugen und Heizenergie zu liefern, stoßen sie im Wortsinn in unbekannte Regionen vor. Niemand weiß genau, wie es in der Tiefe aussieht, welche Risse und Spalten es dort gibt und wie das Geothermie-Kraftwerk den Untergrund verändert.

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Einblicke in die Forschung: Energie

Bioenergie kann "Bio" werden

Aus Mais, Raps oder anderen Pflanzen kann Energie gewonnen werden, der großflächige Anbau von Energiepflanzen ist jedoch nicht automatisch umweltfreundlich. „Bioenergie wird in vielen Regionen der Erde eine Rolle spielen, aber es wird sehr darauf ankommen, wie diese Bioenergie gewonnen wird“, sagt Dr. Daniela Thrän vom Department Bioenergie des Helmholtz-Zentrums für Umweltforschung - UFZ in Leipzig.

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11.06.2013