Energiewende

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Zu den weitgefächerten wissenschaftlich-technischen Herausforderungen der Energiewende zählen Themen wie Elektromobilität, Wasserstoffwirtschaft, Versorgungssicherheit und Stabilität des europäischen Netzes, flexible Reservekraftwerke, Stromspeicherung, Stromumwandlung zu Wärme und viele mehr. Dieses Dossier bündelt die Artikel, die im Rahmen der Serie „Energiewende“ im Physik Journal erscheinen.

Artikel

Kühler Kopf bei heißer Debatte?

Lassen sich Vorträge zur Energie- und Klimadebatte sachgerecht konzipieren, ohne Frust oder gar Ängste zu erzeugen?

  • Christoph Buchal
  • 09 / 2016 Seite: 65
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Vortragende stehen bei den Themen Ener­giever­sorgung und Klimawandel angesichts der Komplexität und innerer Widersprüche vor großen Herausforderungen. Im Folgenden möchte ich einige persönliche Erfahrungen aus öffentlichen Veranstaltungen zu diesem Themenbereich wie auch aus der Vorlesungsreihe im Studium Universale an der Universität zu Köln vorstellen.

Herausforderung Wärmespeicher

Thermische Speicher sind die Mauerblümchen der Energieforschung, in ihnen stecken aber viele offene physikalische Fragen.

  • André Thess, Franz Trieb, Antje Wörner und Stefan Zunft
  • 02 / 2015 Seite: 33
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Thermische Energiespeicher – im Volksmund „Wärmespeicher“ – erwecken bei den meisten Menschen die Vorstellung von Nachtspeicheröfen, Thermosflaschen, Handwärmern oder Omas Bügeleisen mit feuerbeheiztem Eisenkern. Keines dieser Beispiele spiegelt allerdings die aktuelle Forschung angemessen wider, denn hinsichtlich physikalischer Komplexität und praktischer Bedeutung stehen Wärmespeicher den uns allgegenwärtigen Batterien keineswegs nach.

Energiespeicher für die Zukunft

Der Umbau des Energiesystems erfordert Speicher mit unterschiedlicher Kapazität und Speicherzeit.

  • Ferdi Schüth und Rüdiger-A. Eichel
  • 10 / 2014 Seite: 31
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Speichertechnologien spielen schon heute im Energie­system eine wichtige Rolle, die sich durch den Ausbau der fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen erheblich ändern wird. Hierbei ist es sinnvoll, das Elektrizitätssystem nicht getrennt zu betrachten, sondern gemeinsam mit Wärme und Mobilität. Am schnellsten entwickeln sich derzeit elektrochemische Speicher, elektrische Überschussenergie ließe sich aber auch kostengünstig mit Wärmespeichern nutzen...

Windenergie – eine turbulente Sache?

Die Physik trägt dazu bei, die Effizienz von Windenergieanlagen zu steigern.

  • Joachim Peinke, Detlev Heinemann und Martin Kühn
  • 07 / 2014 Seite: 35
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Auch wenn sich Windenergieanlagen aus der Ferne betrachtet eher behäbig drehen, sind sie doch enor­men Lastwechseln ausgesetzt – vergleichbar mit denen an einem Flugzeug, das sich in einem fiktiven jahre­langen Landeanflug bei starkem Wind befindet. Die Ursache hierfür sind Turbulenzen, die sich innerhalb von Sekunden auf die ganze Anlage auswirken und sich auch in der Leistungsabgabe bemerkbar machen. Bei der Entwicklung heutiger Anlagen wird dies nur sehr unzureichend berücksichtigt, für die...

Nationaler Hochmut oder cui bono?

Ökonomische Beobachtungen zur deutschen „Energiewende“

  • Marc Oliver Bettzüge
  • 05 / 2014 Seite: 33
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Die technische Machbarkeit der deutschen „Energiewende“ steht außer Zweifel, kritisch ist hingegen die wirtschaftliche und gesellschaftliche Machbarkeit, denn wir wissen nicht so recht, wie wir diesen Kurs auf Dauer bezahlen sollen. Die Politik muss sich den Fragen stellen, ob höhere Anteile an erneuerbaren Energien zwangsläufig „gut“ und „richtig“ sind und wie viel nationaler Alleingang sinnvoll ist.

„Nicht der kostengünstigste Weg“

Interview mit dem Physik-Nobelpreisträger und ehemaligen amerikanischen ­ Energieminister Steven Chu zur Energiefrage

  • Stefan Jorda
  • 05 / 2014 Seite: 22
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Als Wissenschaftler entwickelte er bei den Bell Labs und an der Stanford University Methoden, um Atome zu kühlen und zu speichern. Dafür erhielt Steven Chu 1997 den Physik-Nobelpreis. Als Manager leitete er fünf Jahre lang das Lawrence Berkeley National Lab, bevor er 2009 dem Ruf von Barack Obama folgte und Energieminister wurde. Inzwischen ist er als Professor für Physik und Physiologie wieder zurück an der Stanford University, engagiert sich aber unverändert in Sachen Klimawandel und...

Der Wandel der Stromnetze

Eine Herausforderung für die sichere Energieversorgung

  • Patrick Wittenberg
  • 04 / 2014 Seite: 45
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Stromnetze dienen dazu, elektrische Energie zu transportieren und zu verteilen, zudem verbinden sie die verschiedenen Erzeugungseinheiten mit den Verbrauchern. Sie sind ein elementarer und unersetzlicher Bestandteil unserer Stromversorgung. Durch gravierende Änderungen in der Erzeugungsstruktur wandeln sich die Anforderungen an die historisch gewachsenen Stromnetze. Netzbetreiber stehen dadurch vor einer großen Herausforderung, die einer Operation am offenen Herzen gleicht.

Perspektiven der Photovoltaik

Bei weiter steigenden Wirkungsgraden werden die Modul- und Systempreise deutlich sinken und eine großvolumige Industrie entstehen. Das bietet Chancen für die deutsche und europäische Industrie.

  • Winfried Hoffmann
  • 02 / 2014 Seite: 21
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Eine vollständige Versorgung mit erneuerbaren Energien war bis vor wenigen Jahren für die allermeisten unvorstellbar. Doch in nur einer Dekade sind die Kosten der Umwandlung von Wind- und Sonnenenergie in Strom (die Gestehungskosten) aufgrund der technologischen Entwicklung und der zunehmenden Massenfertigung deutlich gesunken und vergleichbar zu konventionellen Kraftwerken. Angesichts des weiteren Potenzials für Kostensenkungen ist zu erwarten, dass die regionale und dezentrale Stromversorgung...

Energiewende – quo vadis?

Die vielen Facetten und Herausforderungen eines ehrgeizigen Jahrhundertprojekts.

  • Achim Bachem und Christoph Buchal
  • 12 / 2013 Seite: 33
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Die Energiewende ist ein tiefgreifendes, auf die Zukunft gerichtetes nationales Experiment – mit erstaunlichen Erfolgen und langfristig unverzichtbaren Zielen, zugleich aber noch mit überraschenden und nahezu unauflösbaren Widersprüchen. Dabei herrscht ein verwirrendes Durcheinander kontroverser Standpunkte und Argumentationsebenen. Wer die Energiewende verstehen will, darf nicht nur eine einzige der zahlreichen Facetten betrachten, sondern muss sich vor allem auch um ein Gesamtbild und die...

Elektrisch mobil und nachhaltig

Wann sind Batteriesysteme für Elektrofahrzeuge und regenerative Energiespeicher wirtschaftlich?

  • Olaf Wollersheim und Andreas Gutsch
  • 01 / 2013 Seite: 21
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Fossile Rohstoffe schwinden, doch Verkehr und Energieverbrauch wachsen. Daher ist es dringend notwendig, eine nachhaltige Mobilität zu etablieren und den Ausbau regenerativer Energiequellen voranzutreiben. Eine wesentliche Voraussetzung dafür ist die Speicherung elektrischer Energie. Ein Durchbruch kann dabei aber nur bei Anwendungen gelingen, bei denen technische Eignung und wirtschaftliche Attraktivität zusammenkommen.

Energieversorgung und Klimawandel

  • Walter Blum und Wolfgang Roether
  • 10 / 2008 Seite: 44

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Die mit dem Klimawandel einhergehenenden Gefahren sind real. Um sie abzuwenden, ist umfangreiche Forschung und Entwicklung notwendig: eine Bestandsaufnahme.

Ständig unter Strom

Photovoltaik, Energiehandel oder Engineering gehören zu den viel­fältigen Aufgaben, die die Energiebranche Physikern bietet.

  • Stefan Jorda
  • 02 / 2008 Seite: 27
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Die Ankunft am Bahnhof Wolfen, eine halbe Stunde nördlich von Leipzig, ist ernüchternd: Bahnsteige und Unterführung sind zur Hälfte wegen Baufälligkeit gesperrt. Zu DDR-Zeiten hatte diese Region um Bitterfeld den zweifelhaften Ruf, die dreckigste Ecke Europas zu sein, in Wolfen erinnern daran die größtenteils leer stehenden Industriebauten des Filmkombinats Orwo und des Chemiekombinats.

Links

Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen Energiesystem

Mit dieser Studie möchte die DPG als wissenschaftliche Fachgesellschaft einen Beitrag zur Diskussion um die Klima- und Energiepolitik im deutschen und europäischen Rahmen leisten.

Bundesumweltministerium

Webseite des BMU zur Energiewende

Marktdaten

Auf der EEX-Transparenzplattform werden marktnah an zentraler und neutraler Stelle marktrelevante Erzeugungs- und Verbrauchsdaten veröffentlicht, um die Transparenz auf dem Großhandelsmarkt weiter zu erhöhen.

Umweltbundesamt

Webseiten des UBA zur Energiewende

EnergyViews.de

Die Themenseite von pro-physik.de rund um Energieforschung und -technologie.

Findet eine Energiewende statt?

Eine Analyse aktueller Zahlen zur Energiewende, durchgeführt von Physikern der Universität Heidelberg

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Schwerpunkt Atmosphärenphysik

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