Verpasste wirtschaftliche Chancen bei den Erneuerbaren Energien

oytenkratos

Die Schweiz hat in diesem Bereich schon viele Chancen verpasst.

Das liegt unter Anderem daran, dass eine bestimmte politische Lobby einen Fortschritt gezielt torpedierte, um damit "ihre Pfründe" zu erhalten.

Die Schweiz gilt als eines der innovativsten Länder. Was Forschung und Entwicklung betrifft. Sehr oft werden die Ergebnisse aus dieser Sparte dann aber ins Ausland verkauft. Und das obwohl die Schweiz auch noch eines der produktivsten Länder ist.

Doch in den meisten Fällen spielt das die viel kleinere Rolle bei der Einführung eines Produktes auf den Massenmarkt. Hier spielt die schiere Grösse des möglichen Marktes eine viel grössere Rolle.

Dies führte bisher immer wieder dazu, dass dann in der Schweiz gewisse Entwicklungen verschlafen wurden. Erst wieder darauf aufmerksam wurde, als im Ausland die Entwicklung schon viel weiter war. Nicht nur technisch, sondern auch wirtschaftlich.

Die Photovoltaik ist hier geradezu ein Paradebeispiel. Doch gilt das recht allgemein im Bereich alternativer Energietechnik.

Schweizer Industrieunternehmen, welche etwas die Nase im Wind haben, können sich heute noch als Zulieferer hochqualitativer Teile profilieren.

Doch ganz allgemein wird der technologische und wirtschaftliche Fortschritt im Lande durch die obgenannte Lobby weiterhin stark behindert.

Mit der Begründung, das sei im Interesse des souveränen Staates. Also angeblich von allen richtigen Schweizern?

oytenkratos

Sie hatten in einem anderen Thread von Monochromatischen Gläsern geschrieben.

Diese sind bis heute kein eigentliches Massenprodukt. Das liegt wohl hauptsächlich daran, dass der Wirkungsgrad im Vergleich mit den SI-Zellen klein ist.

Allerdings konnte der Wirkungsgrad im Laufe der Entwicklung deutlich gesteigert werden. Zu Beginn der Forschung war er sehr niedrig.

In der Schweiz war es Herr Grätzel an der ETH Lausanne, der sich der Forschung an photovoltaisch aktiven Farben widmete. Dabei wurde er von der Farbenindustrie unterstützt. Konkret von der Sandoz. Diese verkaufte dann die Sparte Farben nach Deutschland. Und Herr Grätzel wanderte ebenfalls nach Deutschland aus. Meines Wissens zum Fraunhofer - Institut.

Dort wird immer noch recht intensiv an "Photoaktiven Farben" geforscht. In der Schweiz kaum noch. Jedenfalls hörte ich da in den letzten Jahren nicht mehr viel davon.

In anderen Länder wird aber immer noch weiter geforscht. In der Zwischenzeit gibt es recht unterschiedliche Farben und damit auch eine gewisse kreative Freiheit bei der Gestaltung.

Kann sein, dass sich die Farben im Markt der PV-Zellen einen soliden Nischenplatz erobern können.

oytenkratos

Danke für die Präzisierung!

Denn da geht es technisch wirklich um zwei verschiedene Dinge. Und um ganz unterschiedliche Lösungsansätze im Hinblick auf die Verwendung.

oytenkratos

Ich habe da von den Gläsern gesprochen, welche Strom produzieren können und insbesondere dort eine Anwendung finden wo man ganz generell schattieren muss, während man aber einen Prozentsatz des eingestrahlten Lichtes durchgehen lassen will, oder muss.

In den Breitengraden der Schweiz und weiter Nördlich ist diese Anwendung eher weniger gefragt. In anderen Ländern mit anderen klimatischen Bedingungen ist dies deutlich mehr.

Nur schon in den südlicheren europäischen Ländern wäre ein deutlich grösserer Bedarf schon gegeben.

Doch diese Art von PV ist im Allgemeinen einfach noch zu teuer.

Und ich halte es für sehr gut möglich, dass hier für diese Anwendungen künftig die Perovskit-Zellen zu einer unschlagbaren Konkurrenz werden.

Bei einer Perovskit- Zelle ist nicht mehr klar, ob das nun eine Farbe, oder noch was Anderes ist. Immerhin werden die Perovskit-Zellen ja praktisch mit einem "Tintenstahldrucker" hergestellt.

der Drucker ist natürlich schon etwas eine andere Kategorie, als der für das Homeoffice...

oytenkratos

Zuerst einmal ein Danke für den interessanten Beitrag.

Ich werde ihre Anfrage selbstverständlich weiterleiten. Bis da eine Antwort kommt, kann es unter Umständen ziemlich lange dauern. Und ich vermute, dass die hier auch nicht viel mehr wissen als sie.

Die Thematik ist allerdings nicht völlig unbekannt.

Das hat aber eigentlich einen etwas anderen Hintergrund. Und das hängt mit dem HTC-Verfahren zusammen.

Da war die Fragestellung eigentlich etwas umgekehrt. Doch im Grunde genommen ging es da auch um die Frage, welchen Einfluss die Veränderung (Konditionierung) der beteiligten Gasgemische im gesamten Verarbeitungsprozess hat.

Es ist also möglich, dass die Transmitter - Group hier inzwischen Informationen einsammeln konnte, von denen ich nichts weiss.

In der Zwischenzeit mache ich mir selbst noch ein paar Überlegungen zu ihrer Idee.

oytenkratos

Ich muss hier noch einmal zurückfragen:

Sie wollen also Methan anstatt mit Luft mit einem Gasgemisch aus CO2 und Sauerstoff verbrennen?

Bei der Verbrennung von Methan mit Luft spielt Stickstoff kaum eine Rolle. Ist in diesem Sinn als Inertgas am Prozess beteiligt. Ähnlich einem Katalysator. Stickstoff ist hier aber nicht vollständig inert. Bei dieser Verbrennung kann es je nach Prozessvariablen zu mehr oder weniger viel Bildung von Stickoxiden kommen. ( Das wissen sie ja auch).

Ersetzt man jetzt aber den Stickstoff mit CO2, dann ist dieser Teil des Gemisches keineswegs mehr als "Inert" zu bzeichnen, sondern ein massgeblicher Bestandteil des Prozesses. Also ganz direkt beteiligt.

Wegen dieser Tatsache muss man aus meiner Sicht hier einmal als Erstes die Stöchiometrie betrachten!

oytenkratos

Methan hat die Strukturformel CH4

Um Methan vollständig zu verbrennen (oxidieren) muss Sauerstoff hinzugefügt werden. Denn Methanmoleküle sind sauerstoffrei.

Damit aus Methan H2O und CO2 entsteht, muss stöchiometrisch exakt die Menge an O2 zugführt werden, welche benötigt ist, um die Reaktion vollständig ablaufen zu lassen.

Das C muss also zwei O-Atome anbinden können und die 4 H-Atome noch einmal je zwei O - Atome.

Das sind dann insgesamt 10 O - Atome, respektive 5 O2 Moleküle.

Und dieses Verhältnis muss gewährleistet sein.

Stickstoff ist, als mehrheitlich inertes Gas, an diesem Prozess praktisch nicht beteiligt.

Was wäre, wenn nun anstelle von Stickstoff CO2 beteiligt wäre?

Wäre jetzt ein Gemisch aus CO2 und O2 bei der Verbrennung anwesend, wäre für die Verbrennung immer noch das Verhältnis von freiem Sauerstoff und Methan massgeblich.

Das CO2 würde hier faktisch die Rolle des Inertgases übernehmen.

Würde man jetzt aber diesem Gemisch einen grösseren Überschuss an Sauerstoff beimischen... Ja, was würde dann wohl passieren?

Aus meiner Sicht und von der Stöchiometrischen Betrachtung her nichts, was wünschenswert wäre.

Die Bilanz von CO2 und H2O würde gleich hoch bleiben. Anstelle von Stickoxiden könnte es aufgrund der hohen Temperaturen dann aber zur erhöhten Bildung von Ozon (O3) kommen.

Ozon ist reichlich giftig. Zerfällt aber unter Normalbedingung sehr schnell wieder.

Was mir in dieser Fragestellung jetzt wirklich unbekannt ist, ist, welche Rolle dass CO2 im Sinne eines Katalysators spielen könnte. Und hier geht es wirklich um die Temperatur beim Verbrennungsvorgang!

Sie hatten das bereits in einem anderen Thread angesprochen.

Ich hatte daraufhin noch erwidert, dass man Methan vielleicht gar nicht in einem "Heissen Verbrennungsvorgang" verheizen sollte, sondern in einer "Kalten Verbrennung".

Der Begriff "Kalte Verbrennung" ist hier allerdings etwas irreführend.

Denn Methan lässt sich nur sehr effektiv in einer Hochtemperatur-Brennstoffzelle oxidieren.

Diese arbeiten aber bei Betriebstemperaturen von ca. 700° C. Und das kann man dann wohl nicht unbedingt noch als kalt bezeichnen.

Diese Brennstoffzellen erreichen einen elektrischen Wirkungsgrad von ca 60%. Kann die Abwärme effizient genutzt werden, dann kann man hier auch von einem Gesamt- Wirkungsgrad von etwa 90% sprechen.

Der Vorteil bei diesen Anlagen besteht darin, dass man einen ziemlich reinen Kreislauf der beteiligten Stoffe realisieren kann.

Als Transmitter und auch ich schrieben, man solle doch für die Winterlücke neue und kleine Gaskraftwerke bauen, waren damit nicht die veralteten Verbrenner gemeint.

Sondern kleinere BHKW mit Brennstoffzellen.

Die kann man sowohl mit fossilem als auch mit synthetischen Methan betreiben, inkl. Biogas.

Aus diesem Umstand ergibt sich aber auch die Möglichkeit, die Umstellung auf eine echte Kreislaufwirtschaft nicht von einem Tage auf den Anderen realisieren zu müssen, sondern etwas nach und nach die Kreisläufe zu schliessen.

Und dadurch würde es auch nicht zu einem "Unverkraftbaren Preisschock" kommen, wie es die rechtskonservatistische Lobby immer als den Teufel voll Schwarz an die Wand malt.

PS: Die Schweiz gehörte mal zu den führenden Nationen bei der Entwicklung von Brennstoffzellen aller Art. Und Heute?

Nationale Gelder für die Forschung wurden immer mehr gekürzt. Und die Teilnahme an internationaler Forschung wurde voll schwarz blockiert.

Eidgenossen? Quo Vadis?

oytenkratos

Danke für den Beitrag.
Was sie schreiben, deckt sich wirklich sehr weitgehend mit den mir verfügbaren Informationen.

oytenkratos

Ammoniak ist für sehr viele Lebewesen bereits in geringen Dosen ein sehr starkes Gift!

oytenkratos

Bei der Klärung von organisch belastetem Abwasser ist der Amoniakgehalt einer der wichtigsten Indikatoren für die Führung des Prozesses.

Und gleichzeitig auch eines der grössten Probleme!

Wird der Ammoniakgehalt zu hoch, dann sterben sogar die Mikroorganismen ab, welche das Amoniak jeweils zu Nitrit umwandeln. Dann kippt der Prozess völlig ab.

Nach meinen Kenntnissen ist es für diese Mikroorganismen notwendig genügend Sauerstoff zur Verfügung zu haben. Haben sie das nicht, dann können sie das Ammoniak nicht aufschlüsseln. Und folglich steigt die Konzentration von Amoniak an. Denn die Mikroorganismen, die Ammoniak produzieren, bei der Zersetzung von organischem Material, arbeiten anaerob.

Diese Organismen brauchen aber auch ihr spezifische Umgebung.

Und hier kommt etwas zu tragen, was ich ehrlich gesagt auch nicht im Detail verstehe.

Soweit es mir bekannt ist, haben diese Mikros nicht nur den Sauerstoff nicht nötig, sondern treiben ihn geradezu aus.

Und das äussert sich in einem "Säuresturz".

Soweit es mir bekannt ist, fällt der PH-Wert im Wasser, wenn der Amoniakgehalt zunimmt.

Diese Korrelation ist offensichtlich gegeben, wenn mir auch die Kausalität nicht wirklich klar ist.

Hmm?

Also ich hoffe, mir wird jetzt eine bestimmte Foristin nicht gleich auch noch unterstellen, dass ich hier im Forum doch einen Whataboutism betreiben würde.

Aber Ammoniak ist eine sehr reaktive Verbindung. Nicht nur biologisch, sondern eben auch energetisch.

Es gibt Konzepte die Ammoniak als Brennstoff einbeziehen.

Ungelöst ist dabei aber mehrheitlich die Frage, wie man das Ammoniak dort gewinnen kann, wo es anderen Prozessen hinderlich ist und in diesem Sinne einen Überschuss darstellt. Welchen man sinnvoll weiter verwenden sollte.

oytenkratos

Nachtrag:

Der von mir genannte Säuresturz löst eine Kettenreaktion in einem "Becken" aus.

Die meisten (höheren) Organismen können eine solchen Säuresturz nicht standhalten und sterben innert kürzester Zeit ab. Das ist ein Zeitraum von sehr wenigen Stunden. Manchmal sogar nur wenige Minuten.

Hier spielen mehrere Faktoren zusammen und münden in einer sich selbst verstärkenden Kettenreaktion. Betonung auf sich selbst verstärkend!

Denn während die Population der anaeroben und Ammoniak produzierenden Organismen dank eines Überangebots an Nährstoffen fortlaufend zunimmt, nimmt die Population von Organismen, welche den Giftstoff Ammoniak weiter zu relativ ungiftigem Nitrit verarbeiten können rapide ab. Und das nicht unbedingt wegen dem PH - Wert, sondern mehrheitlich wegen dem damit einhergehenden Mangel an Sauerstoff!

PS: Nitrit ist für höhere Lebewesen keineswegs ungiftig!

Zitat von oytenkratos

Bleibt die Frage, wieviel Kohlenmonoxid entsteht. Bei den relativ hohen Temperaturen in modernen Gaskraftwerken angeblich nur ganz wenig.

habe allerdings keine Quelle gefunden, wieviel Prozent/Promille konkret.

oytenkratos

Das ist mir soweit auch bekannt, aber viel mehr als sie weiss ich hier auch nicht.

Was mir dazu noch bekannt ist:

Es gibt primär zwei Faktoren, die die Bildung von CO bewirken. Und die hängen ganz direkt zusammen.

Das ist das Verhältnis von Kraftstoff und Luft, sowie die optimale Betriebstemperatur des Motors (oder Turbine).

Sind Verhältnis von Kraftstoff und Luft exakt aufeinander abgestimmt und ist ein Verbrennungsmotor im optimalen Temperaturbereich, läuft die Verbrennung nahezu optimal ab. Es kommt kaum noch zu unvollständiger Verbrennung und damit zur Bildung von Kohlenmonoxid. Das wäre dann im unteren Promillebereich zu finden.

Bei mobilen Anwendungen sind aber die Verbrenner meist nicht in einem optimalen Betriebsmodus.

Durch den üblichen Lastwechsel bei diesen Anwendungen ist auch bei optimaler Betriebstemperatur des Motors das Kraftstoff / Luftverhältnis fast nie wirklich optimal. Und dann reden wir eher von wenigen Prozenten Kohlenmonoxid im Abgas. (Genauer weiss ich es nicht).

Bei Gaskraftwerken fällt dieser dauernde und vor allem schnelle Lastwechsel fast vollständig weg.

Es gibt beim Hochfahren und Herunterfahren einen gewissen Zeitraum, wo es etwas schwierig ist das Kraftstoffgemisch optimal zu regulieren. (Nicht zu fett, oder zu mager).

Ist die Turbine aber mal auf der optimalen Betriebstemperatur und hat nur einen langsamen Lastwechsel, kann über die Messung der Abgase das Kraftstoffverhältnis gut reguliert werden.

Leider hat sich der Forist noldi aus dem Beoforum offenbar zurückgezogen. Zu dieser Frage wüsste der wahrscheinlich wesentlich mehr als ich und die Transmitter.

Zitat von oytenkratos

Um Wasserstoff effektiver und effizienter transportieren und speicher zu können wird Ammoniak als Möglichkeit überlegt.

oytenkratos

So etwas ähnliches habe ich auch schon gehört.

Wissen sie dazu noch genaueres?

oytenkratos

Ich muss meine Frage vielleicht noch etwas präzisieren:

Ist ihnen ein Verfahren bekannt, mit dem man Ammoniak in N2 und H2 wandeln kann und dazu auch noch wirtschaftlich ist?