Energiewende und Beiträge des DLR

Transkript

1 Energiewende und Beiträge des DLR 15. Mai 2014 Jan Wörner Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt

2 Eine Reise nach Köln

3 Nahtlose ökoeffiziente Transportkette Anreise Flughafen Flug Flughafen Abreise Folie 3

4 Nahtlose ökoeffiziente Transportkette Anreise Flughafen Flug Flughafen Abreise Luftfahrt Raumfahrt Raumfahrt Raumfahrt Energie Verkehr Verkehr Sicherheit Folie 4

5 Luftfahrt Raumfahrt Energie Verkehr Sicherheit Wissenschaft Missionen Service Technologie Outreach Forschungszentrum & Raumfahrtmanagement & Projektträger

6

7

8 Technik Wissenschaft Ökologie Ökonomie Gesellschaft

9 ENERGIE Effiziente Stromerzeugung Gasturbine, Mikrogasturbine, biogene Brennstoffe Solarthermische Kraftwerke: Rinne, Turm Brennstoffzellen Windkraft: Aerodynamik, -elastik, -akustik Energiespeicher Wärmespeicher (Hochtemperatur) Batterien: Lithium-Luft Chemische Speicher Systemanalyse Technikbewertung Energieszenarien

10

11 Energie Bewegungsenergie (E = ½ mv²) Lageenergie (E = mgh) Federenergie (E = ½ s k²) Wärmeenergie (E = cmt) Elektrische Energie (E = U*I*t) Einstein Planck (E = mc²) (E = hν)

12 Dunkle Energie

13

14 Innovationskette Invention Innovation Disziplinen Wirtschaft Gesellschaft Endnutzer Grundlagenforschung Angewandte Forschung Produkt- Entwicklung Markt

15 Innovationskette Invention Innovation Luftfahrt Raumfahrt Energie Verkehr Sicherheit Wasser Landwirtschaft Unterhaltung Medizin Transfer- Partner Nachfrage Wirtschaft Gesellschaft Endnutzer Grundlagenforschung Angewandte Forschung Produkt- Entwicklung Markt

16

17 53 m

18 8846 m

19 ?

20 Masse 10 kg, Höhendifferenz 8795 m, 25 Cent/kWh E = m*g*h E = 10 kg * 9.81 m/s² * 8795 m E = Ws E = /1000/3600 Wh E = 0.24 kwh Kosten = 0.24 * 25 = 6 Cent Europäischer Privathaushalt: ca kwh an elektrischer Energie pro Jahr

21 Sendai , Stärke 8,9 Fukushima

22

23 Strom Folie 23 > Vortrag > Autor aus Dokumentname > Datum der Steckdose.?

24

25

26 Kohle Wasser Öl Gas Biomasse Wind Geothermie Sonne

27 Optimierung von Windkraftanlagen

28 Windwirbelschleppen von Windkraftanlagen TerraSAR-X Daten

29 Thermische Kraftwerke zur effizienten und kostengünstigen Stromerzeugung konventionelle Kraftwerke

30 Solarthermische Kraftwerke zur effizienten und kostengünstigen Stromerzeugung Solarthermische Kraftwerke

31 Die Sonne: Ein ganz gewöhnlicher Stern

32 Andromeda Galaxie (2,5 Mio. Lichtjahre entfernt) enthält ca Mrd. Sterne

33 Venus Transit :45

34 Die Sonne: Ein ganz gewöhnlicher Stern Die Erde 1,4 Millionen Kilometer Abstand Erde-Mond

35 Sonne Erdatmosphäre Erdoberfläche 60 MW/m 2 Entfernung Sonne - Erde W/m 2 Verlust durch Streuung, Absorption max W/m 2

36 Konzentrierte Solarkraft Technologie Parabolrinnen Solar Turm Stirling- Schüssel

37 Solarturmkraftwerk Jülich m², h = 55 m Solarforschung DLR

38 optimale Standortauswahl METEOSAT Daten Einstrahlung Stromerträge Geländefom- und -nutzung vorhandene Infrastruktur Stromgestehungskosten

39 Potenzial Bedarf Beleuchtung als Maß für den gesamten Strombedarf

40 Benötigte Wüstenfläche zur Deckung des Strombedarfs Welt 300 x 300 km 2 EU x 150 km 2 D 50 x 50 km 2 Welt EU-25 Deutschland

41

42 Sonnenenergie-Speicher Zum Speicher Ergänzung Direkte Sonnennutzung Speicher Uhrzeit 42

43 Energiespeicher chemisch elektrisch thermisch Druck / Lage

44 Beton-Feststoffwärmespeicher Investitionskosten ca /kwh Modulares und flexibles Design Ausgereift für Up-Scaling und Markteinführung

45 Latentwärmespeicher Wasser/Dampf Systeme bis 400 C (je nach Speichermedium) für Kraftwerke mit Dampfturbinen und industriellen Prozessdampf Latentspeichermodul; mit Dampf bei 40 bar / 220 C 2000 kg Nitrat Salz mit 100 kwh Kapazität

46 ANDASOL 1 50 MW Inbetriebnahme Januar 2009 Wärmespeicher für 8 Stunden Vollastbetrieb

47 Adiabatischer Druckspeicher ADELE

48 Vom Mond auf die Straße Elektromobilität NASA

49 Neue Batterie-Konzepte Spezifische Energie Potenziale

50 Freikolbenlineargenerator

51 Aus dem All ins Auto Thermoelektrische Generatoren

52 H 2 H 2 O O 2

53 A 320 Multifunktions-Brennstoffzelle

54 A 320 Multifunktions-Brennstoffzelle

55

56 Hocheffizientes Hybrid-Kraftwerk

57 PATENTREZEPT? ENERGIE FORSCHUNG, ENTWICKLUNG, KOMBINATION & KOOPERATION!

58

59 Michael Faraday Primeminister: What is it good for? Faraday: No idea, but you will tax it!

60 DLR INTERNET