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2023-09 Saubere Energie mal ganz anders - Agrarbetrieb

Saubere Energie mal ganz anders

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Wir brauchen immer mehr Energie und andererseits wollen wir uns von den herkömmlichen Methoden der Energiegewinnung gänzlich verabschieden. Weg von den konventionellen Ressourcen, wie Kohle, Erdöl, Erdgas und Atomkraft, hin zu den erneuerbaren Energiequellen, wie Solar, Wasserkraft und Wind. Die Vorstellung ist zwar nett, aber eine Umstellung ist, insbesondere vor dem Hintergrund, dass die Letzteren auch ihre Herausforderungen mitsichbringen, wohl nicht möglich .

Gibt es andere Wege und Möglichkeiten, saubere Energie zu gewinnen – ohne dass wir die Umwelt belasten und Mutter Erde mit diversesten Stahl- und Betonkonstruktionen regelrecht zumüllen?

Heute möchte ich Euch mit ein paar bahnbrechenden Innovationen bekanntmachen, die uns dabei helfen könnten, saubere Energie zu gewinnen und welche, u.a. auch kabellos, den Haushalten weltweit zur Verfügung stehen könnten.

Saubere Energie #1. Luft mit Hilfe eines Bakterien-Enzyms in elektrische Energie umwandeln

Ein australisches Forscherteam der Monash University in Melbourne hat aus einem Bodenbakterium ein Enzym gewonnen, das uns ermöglicht, Luft in Elektrizität umzuwandeln. Das wäre eine unbegrenzte Quelle an sauberer Energie.

Zu den Details:

  • Es handelt sich hierbei um das gewöhnliche Bodenbakterium „Mycobacterium smegmatis“.
  • Daraus haben die Wissenschaftler ein Enzym namens „Huc“ extrahiert.
  • Mit Hilfe hochmoderner Technologien stellten die Forscher fest, dass Huc gasförmige Wasserstoff-Moleküle aus der Umgebungsluft in elektrische Energie umwandelt.
  • Die aus Huc gewonnene Elektrizität erweist sich als effizient und stabil.
  • Diese Entdeckung eröffnet das Potenzial für luftbetriebene, elektrische Geräte.

Zu den Vorteilen:

  • Endlose Enzym-Energiequelle: Bakterien, die das Enzym „Huc“ enthalten, könnten in großen Mengen gezüchtet werden.
  • Lagerung ohne Verluste: Huc lässt sich langfristig bei Temperaturen um den Gefrierpunkt oder bis zu 80 Grad Celsius lagern, ohne dass es seine Fähigkeit zur Stromerzeugung verliert.
  • Stabile Elektrizität: Dies ergibt sich soweit aus den Experimenten der Australier.

„The sky is the limit“ – so lautet die Devise von Dr. Rhys Grinter, Co-Autor der Studie.

Damit hätten wir eine grenzenlose Energiequelle, um saubere Energie für alle Menschen auf diesem Planeten zu erzeugen.

Quellenangabe: Nature, veröffentlicht am 8. März 2023

Saubere Energie #2. Drahtlose Elektrizität mit Hilfe von Tesla-Türmen

Das Konzept der Tesla-Türme und der Möglichkeit, ganze Städte ohne ein einziges Kabel mit Elektrizität zu versorgen, ist endlich auch im Mainstream angekommen. Auf Pro 7 wurde in der Sendung „Galileo“ ein toller Beitrag über die Tesla-Türme in Moskau ausgestrahlt. In dem knapp 10-minütigen Videobeitrag erfahrt Ihr mehr dazu.

Quelle: Galileo, YouTube

Setzen wir also mit der allerwichtigsten Aussage fort, und zwar dass Strom auch ohne Kabel transportiert werden kann. Nikola Tesla hat es bereits 1890 bewiesen, als er zwei Glühbirnen über 3 km hinweg mit Strom versorgte. Das Experiment gelang nicht ganz; damals brannte der Generator des Kraftwerks durch, was einen kompletten Stromausfall zur Folge hatte.

Ein neuseeländischer Startup hat sich mit dem zweitgrößten Stromversorger Neuseelands, Powerco zusammen getan, um elektrische Energie drahtlos über große Entfernung sicher zu übertragen. Das Ziel des Unternehmens Emrod und von Powerco ist, diese Technologie in abgelegenen Gebiete zu verwenden, um die Haushalte dort auf dieser Weise mit Strom zu versorgen.

Wie funktioniert die drahtlose Energieübertragung des neuseeländischen Power-Duos?

Eins vorneweg: anders als bei Tesla, der einen Sendeturm verwendete, wird hier die Energie zwischen zwei Antennen übertragen. Ein Laservorhang bricht die Übertragung ab, wenn z.B. ein Vogel oder eine Drohne in den Strahl gerät. Die Übertragung funktioniert sogar auf Distanzen über 100 km, vorausgesetzt, die Stationen haben eine freie Sichtverbindung. Setzt man die Antennen auf große Türme oder sonstige stabile Konstruktionen, dann kann die Übertragung über eine noch größere Entfernung funktionieren. Limitiert wird im Endeffekt die Entfernung nur durch die Erdkrümmung.

Der große Vorteil dieser Methode: Die Energieübertragung erfolgt unabhängig von der Wetterlage.

Quellenangaben: EMROD, New Atlas

Saubere Energie #3. Sonnenlicht ohne Solarzellen in Strom umwandeln

Photovoltaikanlagen wohin das Auge schaut; dabei ist die Herstellung und Installation der Solarzellen aufwendig und kostet obendrauf auch jede Menge Geld, ganz zu schweigen von der späteren Entsorgung.

Forscher aus China und Schweden haben jetzt eine innovative Methode entdeckt, um Sonnenenergie in Strom umzuwandeln – ganz ohne Solarzellen. Auch das Thema der Speicherung über einen langfristigen Zeitraum wäre damit erledigt.

Wie soll das Ganze funktionieren?

Mit Hilfe eines Moleküls und einem ultradünnem Chip.

Wissenschaftler aus Shanghai (China) haben die MOST-Technologie (die Abkürzung steht für Molecular Solar Thermal Energy Storage Systems) derart weiterentwickelt, dass sie nun einen Chip verwenden können, der Geräte, wie z.B. Smartphones, SmartWatches oder Kopfhörer, mit elektrischer Energie versorgen kann, die aus Sonnenlicht gewonnen wurde.

Die MOST-Methode basiert auf einem Molekül, welches aus Kohlenstoff, Wasserstoff und Stickstoff besteht und das sich bei Kontakt mit Sonnenlicht in ein energiereiches Isomer (also eine Flüssigkeit) umwandelt.

Die Vorteile der MOST-Technologie:

  • Keine CO2-Emission bei der Umwandlung
  • Lange Speicherung von bis zu 18 Jahren möglich
  • Stabile Energiequelle, unabhängig von der Wetterlage
  • Kostengünstig
  • Energie auf Wunsch: Strom wird freigesetzt, wenn man ihn braucht.

Quellenangabe: Energy & Environmental Science, veröffentlicht auf Royal Society of Chemistry

Saubere Energie ist möglich!

Die Alternativen für die Gewinnung von sauberer Energie liegen auf dem Tisch. Wenn wir das Thema der Umweltschonung auch tatsächlich ernst meinen, dann sollten wir das Geld in diese Projekte stecken.

Solange wir jedoch in einer Welt leben, in der es darum geht, dass eine handvoll Konzerne ihre Macht missbrauchen, um noch mehr Geld zu schöpfen, wird es mit den neuen Projekten wohl etwas langsamer vorangehen.

Der Trend zu neuen, bahnbrechenden Innovationen und damit einhergehend, neuen Denkweisen und Perspektiven, ist unaufhaltbar. Die alten Systeme und Ideologien werden durch neue, menschenfreundliche Ökosysteme, die der Gemeinschaft dienen, nach und nach ausgetauscht. Es ist nur eine Frage der Zeit.

Wie lässt sich saubere Energie sonst noch gewinnen? Welche neuen Methoden kennt Ihr?

Bildquelle: Foto von Pixabay auf Pexels

2022-12 3 Ideen zur Energiegeneration - Agrarbetrieb

3 Ideen zur Energiegeneration

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Energiewende, Klimaziele, CO2-Abstoß … wir werden zwar mit diesen Begrifflichkeiten tagein tagaus bombardiert, aber wenn es darum geht, die exorbitanten monatlichen Energierechnungen zu bezahlen, dann sind wir uns selbst überlassen. Wie die Politik und Medien diese Thematik handhaben, ist oft mehr als fragwürdig, aber das liegt außerhalb meines Kompetenzbereichs und deshalb halte ich mich hierbei zurück. Wovon ich jedoch immer wieder aufs Neue zu begeistern bin, sind die vielen neuen Ideen, die es zur Energiegeneration gibt.

Heute möchte ich Euch drei neue Möglichkeiten vorstellen, wie wir zukünftig Energie herstellen könnten.

1. Strom aus der Umgebungswärme

Die erste Entdeckung, welche mittlerweile auch patentiert wurde, stammt von zwei Deutschen. Die aus Hennef kommenden Erfinder Anton Ledwon und Waldemar Lewtschenko brauchen für die Erzeugung von Energie lediglich die Umgebungstemperatur.

Sie nutzen kleine, schwarze Kunststoff-Module, die wie eine Art „Niedertemperatur-Wandler“ funktionieren. Bereits bei 9,5 Grad Raumtemperatur können die kleinen Teile Strom erzeugen. Ein derartiges Material, das bei diesen geringen Temperaturen, gleichzeitig, Strom erzeugen und speichern kann, gab es noch nie. Ein „Quantensprung“ so die Erfinder.

Weitere Vorteile dieser innovativen Idee zur Energiegeneration sind:

  • Es wird kein Licht benötigt.
  • Wind braucht man ebenfalls nicht.
  • Und ja, man staune, es ist auch kein Ladegerät nötig.

Hinzu kommt, dass durch steigende Raumtemperaturen, mehr Energie erzeugt wird.

Den dazugehörigen 4-minütigen Beitrag des WDR darf ich Euch an dieser Stelle wärmstens empfehlen.

2. Algenenergie

Algen sind tolle, natürliche Düngemittel, die ich selber bei mir auf dem Hof einsetze. Als ich jedoch über das Experiment einiger Forscher der britischen University of Cambridge, in Zusammenarbeit mit dem ebenfalls britischen Chipkonzern ARM, las, war ich absolut begeistert. Die Damen und Herren setzten nämlich eine Blaualge ein, um einen Mikroprozessor mit Strom zu versorgen.

Das Faszinierende an der ganzen Erfindung ist folgendes:

Der Microchip funktioniert seit nunmehr 1 Jahr und nutzt Strom ausschließlich aus Umgebungslicht. Wie genau geschieht dies? Durch Fotosynthese. Aus der Kombination von Blaualge (ungiftige Algenart) mit Aluminiumelektrode entsteht die Stromversorgung für den Microchip.

Die Vorteile des Einsatzes von Algen zur Energiegeneration im Vergleich zu Lithium-Ionen-Akkus sind:

  • Keine Entleerung: Fotosynthese erlaubt die Produktion von elektrischem Strom auch bei Dunkelheit.
  • Langlebig
  • Umweltfreundlich

Der im Einsatz befindliche Microchip besteht aus gängigen, recycelbaren und kostengünstigen Materialien.

Quelle: University of Cambridge

3. Aus Blättern Gas herstellen

Als Nächstes möchte ich mit Euch ein 5-minütiges Video teilen, das bereits mehr als 5 Millionen mal auf YouTube angesehen wurde. Die Anzahl der Klicks wundert mich nicht, denn es geht um die Herstellung von Flüssiggas mit Hilfe von Blättern. Alles was man dazu braucht, sind zwei Kunststofffässer, ein paar Plastikschläuche und eine große Plastikflasche.

Ist es nicht faszinierend? Wir assozieren die Herstellung von Energie wohl mit komplexen technischen und chemischen Vorgängen und ggf. großen Industrieanlagen. Und hier wird eine Möglichkeit der Herstellung von Flüssiggas vorgestellt, für welche lediglich Dinge benötigt werden, die wohl viele unter Euch eh schon daheim haben oder einfach im Baumarkt besorgt werden können. Aber schaut selbst:

Quelle: Fabricated 5 Minutes, YouTube

Es gibt wesentlich mehr als die Gewinnung von Energie aus Wasser, Wind und Solar

Die oben aufgeführten Beispiele zeigen nicht nur die bemerkenswerte Kreativität, die in uns Menschen steckt, auf, sondern signalisiert den fest eingefahrenen Institutionen und Betrieben, dass es höchste Zeit für ein Umdenken ist.

Dass aktuell mit Wasserkraft, Solar- und Windenergie sowie Biomasse die fossilen Brennstoffträger nicht ersetzt werden können, sollte mittlerweile im allgemeinen Bewusstsein angekommen sein. Egal wie sehr man sich die erneuerbaren Energien als Ultimo wünscht, in der Praxis zeigt sich, dass auch sie noch viele, teils schwerwiegende, Herausforderungen mitsichbringen. Das Gleiche gilt auch für die sogenannten Lithium-Ion-Batterien, auf welche unser gesamtes modernes Kommunikations- und Verkehrssystem aufgebaut ist.

Es müssen nachhaltigere, umweltfreundlichere und kostengünstigere Alternativen her, die die Gesetze der Natur zu Grunde legen, sprich mit ihr im Einklag stehen. Jedes Mal, wenn wir respektlos mit Mutter Erde umgehen, werden wir quasi bestraft. Wie sich oben beispielhaft zeigt, gibt es eine Menge innovative Ansätze, die wohl neue Wege gehen. D.h. sie fügen sich scheinbar nicht in die traditionellen Konzepte und Wirtschaftssysteme ein, in denen wohl Fachleute und Entscheidungsträger noch denken.

Ja, wir brauchen neue Energiequellen und es zeigt sich scheinbar, dass diese nicht zwangsläufig teuer sein müssen. Aber, wie in den obigen Beispielen veranschaulicht wird, wenn uns die Natur die Energie mit einfachen Mitteln nutzbar zur Verfügung stellt, dann wird es für einen Wirtschaftssektor schwer, mit Energie Gewinne zu erzielen.

Ich gehe davon aus, dass in den kommenden Jahren noch sehr viele solcher Ideen und Erfindungen das Tageslicht erblicken werden. Wir stehen vor großen Herausforderungen, aber, wie die Geschichte auch zeigt, wir Menschen sind einzigartig: mit viel Kreativität und Optimismus nutzen wir Krisen, um etwas Neues und Großartiges zu erschaffen.

Bildquelle: Foto von Pixabay auf Pexels

Strom ohne Kabel

Es geht doch! Strom ohne Kabel

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In 1890 bewies Nikola Tesla, dass sich Strom ohne Kabel transportieren lässt.

Damals versorgte der Erfinder, Physiker und Elektroingenieur zwei Glühbirnen drahtlos über 3 km mit Strom. Die Technik hatte seine Problemchen: in 1899 brannte ein Generator der El Paso Electric Company durch und ein kompletter Stromausfall war die Folge (die Stadt Colorado Springs hatte tagelang keinen Strom). Hundertdreißig Jahre später hat ein neuseeländisches Start-up das geschafft was viele für unmöglich hielten: die drahtlose Übertragung von elektrischer Energie über große Entfernungen.

Kabelsalat wo das Auge nur hinschaut. In der Wohnung versuchen wir Kabel zu verstauen und verstecken wie es nur geht. Manchmal gelingt es uns besser, andere Male ärgern wir uns über unsere mehr oder minder gelungene „Innovation“. Sobald wir raus gehen, werden wir erneut von jede Menge Kabel begrüsst – auch wenn diese weit oben über unsere Köpfe gespannt sind. Neue Stromtrassen mit Kabel. Neue Elektroautos die ebenfalls Kabel benötigen, um wieder fahren zu können. Drahtlos ist nur das Internet (WLAN), wobei auch hier die Ladestation mit Kabel verlegt wird.

Jahrzehntelang hat sich die Menschheit mit der Methode von Thomas Edison zufrieden gegeben, obwohl wir wussten, dass es auch anders geht. Nikola Tesla hat es uns vorgemacht, auch wenn die Technik seine Tücken hatte. Nicht alle fanden das Status quo zufriedenstellend und so kommt es, dass wir in punkto Energieübertragung heute einen Durchbruch melden können.

Quelle: American Heroes Channel, YouTube

Schluss mit dem Kabelsalat. Die Zukunft ist drahtlos — und genau da setzt das neuseeländische Team der Firma Emrod an, denn elektrische Energie lässt sich über große Entfernungen ganz ohne Draht übertragen.

Neuseelands zweitgrößter Stromversorger Powerco ist der Erste, der die neue Technologie von Emrod austesten will. Diese soll in erster Linie in „abgelegenen Orten oder in Gebieten mit schwierigem Gelände“ eingesetzt werden.

Der Weg in die drahtlose Zukunft

Während Tesla einen Sendeturm dafür nutzte, um das ganze Land ringsum mit Strom zu versorgen, verwendet Emrod die Tele-Energy-Technologie. Hierbei wird die Energie zwischen zwei Antennen (Transmitting Antenna und Rectenna) übertragen.

GROSSER VORTEIL: Durch Punkt-zu-Punkt-Übertragung wird die Leistung direkt zwischen zwei Punkten gebündelt, d.h. es gibt keine Strahlung um den Strahl herum, so wie wir es bei der Übertragung über Hochspannungsdraht gewohnt sind.

WEITERE VORTEILE:

  • Ein Laservorhang schützt den Strahl. Dieser sorgt dafür, dass die Übertragung abgebrochen wird, wenn Gefahr droht.
  • Die Technik ist unabhängig von der Wetterlage.
  • Über 100 km große Übertragungsdistanzen sind möglich.

NACHTEIL:

  • Die Stationen müssen eine freie Sichtverbindung haben. Dies lässt sich jedoch lösen, indem man die Antennen auf Türmen oder natürliche Erhebungen platziert.

Laut Emrod-Mitbegründer Greg Kushnir arbeiten das Relais und der Empfänger verlustfrei. Nur der Sender verbraucht Energie. Dieser liegt bei 70% Effizienz, ein Wert der sich laut Kushnir wohl schnell verbessern lasse.

Strom ohne Kabel rentiert sich gegenüber der alten Technik insbesondere dann, wenn Hochspannungsleitungen verlegt oder gewartet werden müssen bzw. wenn Eingriffe in die Landschaft unvermeidbar sind.

Emrods Durchbruch sei die Entwicklung neuer Materialien gewesen, die es dem Start-up erlaubt haben, Energie sehr effizient in Elektrizität umzuwandeln. Die Firma verwendet elektromagnetische Metamaterialien, die sich beim Aussetzen von Strahlungen verändern (beim Militär wird ein ähnliches Material verwendet, um Beschichtungen für Stealth-Flugzeuge herzustellen).

Der funktionsfähige Prototyp überträgt derzeit nur wenige Kilowatt Leistung. Die Technik kann laut Firmenaussagen jedoch einfach skaliert werden: mehr Leistung über längere Distanzen.

Was tun bei Stromausfall?

Stromausfälle sind sehr kostspielig. Wenn ein Generator ausfällt, dann dauert es bis dieser neu aktiviert bzw. ausgetauscht wird. Hinzu kommt, dass der Betrieb von Generatoren teuer und umweltverschmutzend ist. Stromkritische Einheiten wie z.B. Krankenhäuser oder Flughäfen sind von derartigen Ausfällen extrem stark betroffen.

Das alles lässt sich mit dem Einsatz von stationären oder mobilen Ausfallreaktionssysteme von Emrod die obendrauf auch noch kompakt sind, beheben. Goodbye ungeplante Ausfallzeiten und noch wichtiger, goodbye Kosten. Wenn das keine weiteren Top-Vorteile der neuen Technik sind, dann weiss ich auch nicht.

Quellen: Emrod, New Atlas

Strom ohne Kabel: Werden die Kupferdrähte bald durch drahtlose Leitungen ersetzt?

Das wäre für uns in der Landwirtschaft ein absoluter Traum.

Keine Pylone mehr, keine lästige Kabel über unsere Ackerfelder und keine Strahlung.

Bis wir soweit sind, wird es jedoch noch ein Weilchen dauern. Denn wir sind nicht die Einzigen die sich über drahtlose Energie freuen; denkt an die vielen Menschen in Großstädten, die in der Nähe von Hochspannungsleitungen wohnen.

Klimawandel hin oder her, Fakt ist, dass wir derartige Technologien benötigen, um u.a. den Strom von Offshore-Windkraftwerke an Land zu bringen oder Solarstrom aus dem Süden in die Mitte der Landes zu liefern.

Die drahtlose Übertragung ist sehr wohl eine Schlüsseltechnologie und erfordert eine neue Herangehensweise. Wir können nicht ewig grundlos Felder und Habitate zerstören, nur damit ein paar Konzerne weiterhin ihre Taschen füllen können. Wir müssen gute Innovationen schneller adoptieren und damit unseren Planeten schützen. Das Wohlergehen der Menschheit und der Erde geht vor Profite!

Endlich klappt es mit der drahtlosen Übertragung: Strom ohne Kabel – Top oder Flopp? Wie lautet Eure Meinung zu diesem heiß umstrittenes Thema?

Bildquelle: kalhh, Pixabay.com