🍏 Daniel liest diesen Newsletter und ist Cleantech Pro. Ich wollte vor ein paar Wochen von ihm wissen, warum er zahlt.

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• Superkritisch und superwichtig

• Die guten Links

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Superkritisch und superwichtig

Es gibt Treibhausgase und es gibt Schwefelhexafluorid SF₆.

Eigentlich kommt es harmlos daher. Es riecht und brennt nicht und ist für den Menschen ungiftig – aber in der Atmosphäre verhält es sich wie ein jähzorniger König, der an seinem Thron klebt.

Warum SF₆ so gefährlich und doch so beliebt ist

Denn das Gas bleibt tausende Jahre in der Atmosphäre ohne zu zerfallen, absorbiert Infrarotstrahlung sehr effizient und erreicht deswegen die 24.000-fache Klimawirkung von CO₂.

Es gibt in der Natur keine Orte, die SF₆ aus der Luft aufnehmen könnten, anders als etwa bei CO₂, das unter anderem in Meeren gelöst wird.

Die Menschheit kennt nichts Vergleichbares zu SF₆ – und genau das ist das Problem.

SF₆ ist zentraler Bestandteil der Elektrotechnik. Vor allem in den Schaltanlagen der Mittel- und Hochspannung setzen die Ingenieure es ein, um zu verhindern, dass sich Leitungsströme unkontrolliert ausbreiten.

Wir kennen es von zu Hause, wenn eine Steckdose defekt ist und es zum Kurzschluss kommt. Da reicht Luft als Isoliermedium völlig aus; sie kann den kleinen Blitz löschen. Aber in Hochspannungsleitungen braucht es mehr.

Denn, was SF₆ in der Atmosphäre zum Klimakiller macht, macht es in einem Hochspannungs-Schaltkasten zu einem starken Verbündeten: Es ist sehr stabil.

Das Gas kann vier- bis fünfmal effektiver elektrische Anlagen isolieren als Luft und eignet sich hervorragend, um Lichtbogen zu löschen. Diese entstehen, wenn Strom führende Leitungen voneinander getrennt werden.

Die Lichtbögen erhitzen die Umgebung sehr stark und hier spielt SF₆ seinen nächsten Vorteil aus: Große Hitze kann ihm kaum etwas anhaben. Der König bleibt gelassen auf dem Thron.

Diese Eigenschaften machen SF₆ zum perfekten Isoliergas. Es ermöglicht den Bau kompakter Anlagen, die vor allem in Städten wichtig sind.

Analog zur Urbanisierung und Elektrifizierung wächst auch der SF₆-Ausstoß der Menschheit unaufhörlich, erkennbar an einer höheren Konzentration des Gases in der Atmosphäre.

Die Europäische Union hat darauf reagiert und verbietet schrittweise den Einsatz von SF₆ in Stromleitungen.

Die Verbote beginnen auf den niedrigeren Spannungsebenen und betreffen vor allem Neuanlagen. Aber ab dem Jahr 2032 darf das Gas nicht mehr in Hochspannungs-Stromleitungen, egal ob alt oder neu, verwendet werden. Drei Jahre später greift ein allgemeines Verbot.

Die deutsche Industrie hat 2024 mehr als 800 Tonnen des Gases bezogen und muss nun zunehmend umschwenken.

Schon jetzt gibt es klimafreundlichere Alternativen – mit Nachteilen

Für die Mittelspannung und niedriger hatten Anbieter wie GE Vernova, Siemens Energy oder ABB bereits Lösungen gefunden. GE setzt etwa auf ein spezielles Gasgemisch, das nicht so klimapotent ist, in dem allerdings auch wieder fluorierte Gase zum Einsatz kommen.

Anlagen lassen sich auch mit Luft isolieren, aber zum Preis eines größeren Platzbedarfes und in bestimmten Situationen können auch feste Stoffe zum Einsatz kommen (PDF I, PDF II).

Allerdings haben alle bisherigen Lösungen Nachteile:

• Die Gasgemische sind noch immer nicht klimaneutral.

• Ihre Nebenprodukte können für Menschen giftig sein, weswegen Arbeiter volle Schutzausrüstung tragen müssen.

• Es gibt das Risiko, dass auch diese Gemische deswegen später verboten werden.

• Luft und feste Stoffe können nicht überall eingesetzt werden und würden aufwendige Neuinstallationen erfordern.

Wie superkritisches CO₂ diese Nachteile ausgleichen kann

Ein Forscherteam der Georgia Tech Universität aus den USA testet jetzt aber einen Ansatz, der wirklich komplett klimaneutral ist – solange das dafür nötige CO₂ aus der Atmosphäre gewonnen wird. Sie haben den ersten Hochspannungsschalter mit superkritischem CO₂ (sCO₂) entwickelt und haben begonnen, ihn zu testen.

Superkritisches CO₂ ist Kohlenstoffdioxid, das fluide ist, nicht flüssig, sondern fluide. Es entsteht bei sehr entspannten 31°C Temperatur und etwas weniger entspannten 74 bar Druck.

Genau am kritischen Punkt ist es eine zähe, dichte Masse, hervorragend geeignet, um Elektronen aufzuhalten, die sich unkontrolliert ausbreiten können.

Allerdings hatte das US-Forscherteam ein Problem: Es musste Komponenten für die Schaltanlage bauen, die den nötigen hohen Druck aushalten konnten.

Aus einem Artikel bei IEEE:

🍏 Was ich denke

Sollten die Tests erfolgreich verlaufen, könnte sich die Erfindung der US-Forscher zu dem Maßstab für echte Dekarbonisierung des Netzbetriebs entwickeln – erst einmal egal, wie teuer die neue Lösung dann wäre.

Denn die alternativen Gasgemische der Elektrotechnikindustrie funktionieren zwar schon heute, sind aber nur deswegen aktuell die beste Lösung, weil es keine klimafreundlichere gibt.

Bisher kann die Politik keine vollständige Dekarbonisierung vorschreiben, weil es schlicht keine Lösung gibt. Das könnte sich durch die Verwendung von superkritischem CO₂ ändern.

👉️ Steige tiefer ein

• Die Frage, die wir uns alle den Schlaf gekostet hat: Kann ein Boot auf superkritischem CO₂ schwimmen? Hier geht es zum Testvideo.

• Superkritisches CO₂ kann auch die Effektivität von Gasturbinen erhöhen – das wäre eventuell wichtig für E-Fuel-basierte Langzeitspeichersysteme, die grünen Wasserstoff verstromen. Mehr dazu bei der TU Dresden.

• Zu den Wasserstoff-Langzeitspeichern habe ich hier mehr geschrieben.

Hast du Anmerkungen? Antworte direkt oder nutze die Kommentarsektion.

Die guten Links

Deep Dives, die deine Zeit wert sind. 

💶 🇪🇺 Das Portal Sifted hat die am schnellsten wachsenden Klima-Startups Europas gesucht. Interessant ist, dass vor allem kleine Teams rasant wachsen – und es davon abgesehen keinen gemeinsamen Nenner zwischen ihnen gibt. Climatiq hilft bei der Berechnung von CO₂-Emissionen, Vok Bikes stellt E-Lastenräder her und Ehoss hilft bei der Emissionsreduzierung der Viehhaltung.

🏙️ Städte werden Hitzekammern mit fortschreitender Erderwärmung. Dieser Text zeigt, was dagegen helfen kann. Schöner Evergreen.

🇨🇭 Für die Schweizer Leser: Hier wird ein grünes und atomfreies Energiesystem für das Jahr 2050 skizziert. Zentrale Erkenntnis: Je weniger die Schweiz mit dem Rest des Kontinents Strom handeln will, desto teurer wird es. Und das könnte auch eine Lektion für den Rest des Kontinents sein 😉 

Die wichtigen News

Nachrichten, über die die Branche gerade spricht.

🔋 Batterietechnologie

• Terralayr: Virtuelle 50-MW-Batterie wird von RWE vermarktet (Solarserver)

• Fortschritt bei Festkörperbatterien: Schneller Ionenleiter entwickelt (FAZ)

• Bakterien lösen Lithium und Kobalt aus Batterien (Golem)

• Zweifel an Zweitverwertung von E-Auto-Batterien (Golem)

⚛️ Atomkraft & Kernfusion

• Fortschritte bei Stellarator mit Helium-3 für Kernfusion (Interesting Engineering)

⚡ Netztechnologien

• Studie warnt vor Schwächen im Netzentwicklungsplan (Energie und Management)

• Aufbau eines Registers für Rechenzentren in Deutschland geplant (Umweltbundesamt)

• Wie viel Energie verbraucht KI wirklich? Große Berechnung vorgestellt (t3n)

☀️ Solarenergie

• Meyer Burger stoppt Solarproduktion in den USA (Süddeutsche)

• Verbrauchsanalyse: Solaranlagen rechnen sich im Schnitt nach sieben Jahren (Golem)

🌊 Wasserkraft

• Europas größte Flusswasser-Wärmepumpe in Köln: RheinEnergie und MAN Energy Solutions schließen Vertrag (IWR)

🧪 Wasserstoff

• Rekord: 3,2 GW Wasserstoff-Elektrolyseure weltweit in 2024 geliefert, angeführt von China (Hydrogen Insight)

🚗 Automobil

• Heise: Elektroauto inzwischen billiger und weniger umweltschädlich als Verbrenner (Heise)

• EU-Zölle bremsen chinesische E-Auto-Importe, stellt IEA fest (Euractiv)

🧱 Baustoffe & Zement

• Microsoft unterzeichnet Vertrag für grünen Zement: Gründe und Auswirkungen (Bloomberg)

🛢️ CO₂-Abscheidung & Speicherung

• Projekt Northern Lights: Deutschlands CO₂-Hoffnung wirft heikle Fragen auf (Focus)

📈 Marktentwicklungen & Politik

• DAX-Konzerne investieren Hunderte Millionen Euro in Klimakompensation (Spiegel)

• Deutschlands Chemiesektor drängt auf Verzögerung der REACH-Reform (Euractiv)

• EU plant im Juli neues Klimaziel mit größerer Flexibilität vorzuschlagen (Bloomberg)

• Deutsche Unternehmen setzen auf Rohstoffe aus der Ukraine (Handelsblatt)

Jobs…

Falls du dich bewirbst, sag, dass du die Stelle hier gesehen hast. Danke!

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👉️ Für Arbeitgeber: Buche eine Stellenanzeige für dein Unternehmen hier.

👉️ Für Arbeitnehmer: Diese Liste von Portalen für grüne Jobs hilft beim Suchen.

…& Deals

💶 Trawa, Energie-Software, Berlin – 2,4 Mio. € in Pre-Seed-Finanzierungsrunde, angeführt von Speedinvest und Magnetic. trawa bietet eine KI-gestützte Plattform, die Verbrauchsprofile analysiert und passende Stromprodukte empfiehlt. 16 offene Stellen.

💶 Ecop, Cleantech, Linz (Österreich) – 10,5 Mio. € in Series-A-Finanzierungsrunde, angeführt von KSB und dem European Innovation Council Fund (EICF). ecop entwickelt industrielle Hochtemperatur-Wärmepumpen. 3 offene Stellen.

Der letzte Link

Der erste Ausflugsdampfer für Cleantechies.

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