Moleküle & Elektronen: Das Power-Duo zur Dekarbonisierung unseres Planeten

Heutzutage werden etwa 20% des weltweiten Energieverbrauchs aus Strom erzeugt. Die restlichen 80% stammen aus Molekülen, z. B. in Form von Gas, Kohle, Mineralöl oder Biomasse.

Während die Elektrifizierung immer weiter zunimmt, wird das nicht für jede Branche so einfach möglich sein. Viele unserer wichtigsten Sektoren - wie Luftfahrt, Schifffahrt, Stahl und Düngemittel - sind schwer zu dekarbonisierende Wirtschaftszweige, die auf Moleküle angewiesen sind.

Daher müssen wir, wenn wir Netto-Null erreichen wollen, sowohl Elektronen als auch Moleküle zur Bekämpfung von Emissionen einsetzen.

Elektronen stecken hinter Stromanwendungen wie Glühbirnen, Haartrocknern oder Elektroautos, die an das Stromnetz angeschlossen werden können.

Derzeit spielen fossile Brennstoffe weiterhin eine große Rolle bei der Stromerzeugung. In den USA werden 60% des Stroms aus fossilen Brennstoffen erzeugt, während in der EU rund 40% aus fossilen Brennstoffen - Gas und Kohle - stammen. Erneuerbare Energien machen fast 40% aus, die restlichen 20% stammen aus kohlenstoffarmen Kernkraftwerken.

Obwohl es grundsätzlich keine inhärenten Unterschiede zwischen Elektronen aus fossiler oder erneuerbarer Energieerzeugung gibt, steht die umgangssprachliche Bezeichnung "grüne Elektronen" für Strom, der aus Sonnen-, Wind-, Wasserkraft- und Geothermiequellen erzeugt wird.

Ein Beispiel: Wenn Sie ein E-Auto haben, das Sie mit Elektronen aufladen, die aus fossilen Brennstoffen erzeugt werden, ist das nicht CO2-neutral. Laden Sie das Auto aber mit grünen Elektronen auf, sind Sie dabei emissionsfrei.

So vielversprechend grüne Elektronen auch sein mögen - sie werden unsere Probleme nicht wie von Zauberhand lösen. Europa wird noch viele Energiequellen aus Molekülen benötigen, um den mit grünen Elektronen verbundenen Schwierigkeiten zu begegnen.

Um ganz am Anfang zu beginnen: Alles, was Sie umgibt, besteht aus Atomen. Auch ein Molekül setzt sich aus vielen miteinander verbundenen Atomen zusammen. So besteht zum Beispiel 'Wasser' aus einem Sauerstoffatom und zwei Wasserstoffatomen.

Ein Molekül gilt als 'grün', wenn es unter Verwendung erneuerbarer oder grüner Energiequellen sowie CO2 aus Direktluftabscheidung, biogenem CO2 oder industriellem CO2, das in einem geschlossenen Kreislauf gespeichert wurde, erzeugt wird. Hier dient CO2 als eine Art Behälter oder Träger, der grünen Wasserstoff weltweit transportiert, aber niemals emittiert wird.

Jedes verwendete CO2-Molekül eliminiert ein Methan (CH4)-Molekül, das produziert wird. Wir können eine CO2-Kreislaufwirtschaft erreichen, insbesondere durch die Erfassung und Speicherung von CO2, das für den Transport von grünem Wasserstoff verwendet wird. So wird es uns gelingen, Treibhausgasemissionen vollständig zu vermeiden.

- Marco Alverà, CEO von TES

Eine der größten Herausforderungen beim Einsatz von Strom ist der Transport auf lange Distanz - denn er ist teuer und mit erheblichen Verlusten verbunden. Ein Ansatz, die hohen Transportkosten zu reduzieren, ist die Installation von erneuerbaren Energien in unmittelbarer Nähe. Aber möchte man wirklich auf Standorte mit günstiger und reichlicher Sonnen- und Windenergie verzichten?

Um große Mengen an kostengünstiger Energie zu erzeugen, muss man die Solarmodule dort platzieren, wo es am sonnigsten ist, und Windparks an Orten mit dem höchsten Windenergiepotenzial errichten.

Aber wie transportiert man diese gewaltigen Mengen an Energie?

Durch die Verwendung von grünen Molekülen wie Ammoniak, Methanol oder elektrischem Erdgas, die Sie problemlos in Pipelines und Behältern transportieren und in Tanks lagern können.

Die grünen Moleküle können anschließend verwendet werden, um die CO2-Emissionen in Branchen zu reduzieren, die nicht elektrifiziert werden können oder alternativ in Strom zurückverwandelt werden.

Eine der größten Herausforderungen von erneuerbaren Energiequellen ist ihre Unbeständigkeit, d.h. sie erzeugen viele grüne Elektronen, wenn viel Wind und Sonne vorhanden sind, können aber die Nachfrage an einem dunklen Wintertag möglicherweise nicht decken. Derzeit ist die Langzeitspeicherung von Elektronen nicht in großem Umfang verfügbar oder wirtschaftlich attraktiv, sodass wir sie nicht für schlechte Tage aufbewahren können.

Hier kommen Moleküle zum Einsatz, da sie leicht zu speichern sind und bei Bedarf in Elektronen umgewandelt werden können. Ein Vorteil von e-NG ist, dass die gleichen Speicheranlagen, die heute für fossiles Gas verwendet werden, auch dafür genutzt werden können und die Anlagen zur Umwandlung in Strom ebenfalls bereits existieren.

Derzeit wechselt Europa zu Strom aus fossilen Molekülen, wenn die Ausbeute erneuerbarer Energien unzureichend ist. Wenn wir jedoch Fortschritte bei der Reduzierung von Treibhausgasemissionen erzielen möchten, benötigen wir eine Versorgung mit grünen Molekülen, um mit den Spitzen und Tälern des Energiebedarfs umzugehen.

Moleküle und Elektronen können sich zu einem leistungsstarken hybriden Energienetz verbinden, das unsere Energieversorgung grüner, gleichmäßiger und kostengünstiger macht. Grüne Elektronen, die aus lokalen erneuerbaren Energiequellen erzeugt werden, sind erforderlich, um unsere Stromnetze nachhaltiger zu gestalten und den zunehmenden Anteil elektrifizierter Anwendungen zu versorgen. Grüne Moleküle werden benötigt, um unseren Bedarf an Energieimporten zu decken, Emissionen aus solchen Branchen zu reduzieren, die nicht auf Elektronen umgestellt werden können, und die Unregelmäßigkeit eines Stromnetzes zu bewältigen, das zunehmend der schwankenden Verfügbarkeit von Sonne und Wind unterworfen ist.