 Herzlich Willkommen zur deutschen Übersetzung des Talks Power to X durch HNMS und Avasarada. Ich bin sehr interessiert an diesem Vortrag, da unser Planet brennt und wir versuchen wirklich alles, um ihn zu retten. Und hoffentlich gibt Johannes uns ein paar Informationen darüber, wie das funktioniert. Also Applaus für Jonas, bitte. Hallo. Willkommen auch von meiner Seite zu meinem Vortrag. Wie schon angekündigt werde ich darüber reden, wie man Sachen aus Strom herstellt. Power to X ist das Stichwort. Hier ist die Zusammenfassung dessen, was ich euch erzählen werde. Also erstens, was ist die Idee hinter Power to X? Und wofür steht X? Dann möchte ich über Come Capture and Utilization sprechen, als Technologiegruppe, bevor wir auf Power to X kommen. Dann möchte ich über den Energiesektor insgesamt sprechen und den Chemiesektor, wo also Power to X Anwendung finden könnte. Und warum das in nächster Zukunft umgesetzt werden sollte. Power to X, die Idee ist, wenn wir erneuerbare Energien herstellen, dann produzieren wir zu manchen Zeiten genug Energie, zu manchen Zeiten nicht genug Energie, also Strom. Und in mancher Zeit sogar überschüssigen Strom. Die Frage war, was machen wir damit? Wir haben eine Ressource, also müssen wir etwas damit machen. Und hier kommt das erste Wort, wenn ihr nach Power to X sucht ins Spiel, was eine triviale Sache ist, nämlich Power to Value, also etwas Wertvolles daraus zu machen. Wir werden später sehen, dass überschüssigen Strom zu etwas zu machen nicht genug sein wird, aber das ist im Grunde die Idee. Power meint hier übrigens im Sinne meistens vor allem Elektrizität, nicht dass hier verwirrt wird. Wenn wir also Power to Value uns angucken, können wir uns fragen, was brauchen wir denn? Da kommt die nächste Gruppe an Termini, die ins Spiel kommen. Den ersten möchte ich euch vorstellen, Power to Power. Jetzt könntet ihr denken, das ist ja doof. Wir haben ja schon Strom, warum sollten wir hier wieder Strom herstellen? Und was damit gemeint ist, ist im Grunde Speicherung. Also das Netz stabilisieren in der Zeit, wo wir genug Strom haben, für Zeiten, wo wir zu wenig Strom haben und ihn dann wieder nutzen. Das nächste wäre Wärme. Wärme ist eine der Hauptenergieformen, in die wir primärenergie einsetzen. Also warum sollten wir nicht aus dem überschüssigen Strom Wärme machen? Dann Mobilität. Auch hier haben wir einen Bereich, wo wir viel primärenergie verbrauchen, bringen wir also Elektrizität in diesen Bereich rein. Also nächstes Chemikalien, das ist etwas, worüber ich heute viel reden möchte, weil Karm-Caption Utilisation hauptsächlich im Bereich Chemikalien funktioniert. Also können wir Elektrizität verwenden, um Chemikalien erneuerbar und den großen Maßstimmen herzustellen. Und das letzte wäre Food, also Essen. Man findet noch mehr Dinge, aber das sind so die Hauptthemen, also Strom zu essen. Jetzt haben wir unseren Bedarf definiert. Eine Frage ist jetzt, was für Produkte können wir herstellen? Da kommen wir zu sehr häufig gehörten Themen wie Power to Gas. Also hier geht es hauptsächlich um Methan und Wasserstoff. Es gibt auch die Termine Power to Methane, Power to Hydrogen. Also wir erzeugen hier Gase, die Energie für uns speichern und für andere Dinge genutzt werden können. Genauso Power to Fuel, Power to Liquid. Das ist im Grunde das selbe, denn wenn wir über Kraftstoffe sprechen, denken wir in der Regel an flüssige Kraftstoffe. Und wenn wir an Flüssigkeiten denken, reden wir über flüssige Kraftstoffe, reden wir einfach über Kraftstoffanwendung. Das nächste wäre Syngas. Syngas ist ein Gemisch aus Kohlenmonoxid und Wasserstoff. Es wird in der Chemieindustrie fast überall eingesetzt. Ich werde über Syngas später noch reden. Power to Syngas ist also das, was ich hiermit meine. Power to Ammonia finden wir auch. Ammoniak ist eine der Chemikalien, die wir am meisten produzieren auf der Welt. Ammoniaksynthese ist ein sehr energieintensiver Bereich, wofür wir sehr viel Energie verwenden. Und dann gibt es noch Power to Protein. Das ist eine sehr interessante Ansatz, Proteine aus Elektrizität direkt herzustellen. Also wir sind hier verbunden. Power, Heat und Mobility sind alle mit Gas, Fuel und Syngas verbunden. Bei Chemikalien sprechen wir über alle. Und Food, gucken wir uns hauptsächlich Ammoniak wegen Düngerherstellung an. Und Protein. Aber über Nahrungsmittel, Ammoniak und Proteine werde ich hier nicht so viel sprechen. Das ist nicht der Fokus meines Vortrags. Nun, ist es eine neue Technologie? Nee, das ist eher eine neue Verpackung. Denn Power to Power haben wir seit langer Zeit. Hier haben wir einen Punktspeicherkraftwerk aus den 30er Jahren. Power to Heat, ihr kennt bestimmt solche elektrischen Öfen von euren Großeltern. Power to Mobility. Das ist ein Bus aus den 40er Jahren. Und Power to Chemicals. Nun, das ist eine Chloralkali-Elektrolyse. Wir produzieren da Chlor und Natriumhydroxid MERS, auch aus den 20er Jahren. Also Power to, was auch immer, haben wir schon. Aber in Zeiten des Klimawandels und dadurch, dass wir immer mehr erneuerbare Energien in Formen von Strom haben, wird es immer interessanter und neue Technologien können implementiert werden. Aber Power to irgendwas ist jetzt wirklich keine neue Technologie. Kommen wir nun zum Bereich Carbon Capture and Utilisation, kurz CCU. Was wir dort im Energiesektor in der Regel machen, ist, wir nehmen fossilen Kohlenstoff, machen daraus Kraftstoffe, daraus benutzen, das wandeln wir in eine andere Energieform um. Am Ende haben wir Kohlendioxid und Wasser. Im Chemikaliensektor machen wir Commodity Chemicals. Also wirklich so großflächig produzierte Chemikalien auf der Megaton-Scalar. Daraus stellen wir verschiedene Produkte her, die wir heutzutage nutzen und am Ende des Lebenszyklus verbrennen oder verrotten die Produkte zu CO2 oder Wasser. Aber in der Regel könnte das noch viel problematischer sein, die Entzorgung solcher Produkte. Aber das ist alles sehr linear. Wir kommen von fossilen Kohlenstoff und gehen zu Kohlendioxid und Wasser. Das ist sicher nicht neu für euch. Aber CCU bedeutet eben, dass man das CO2 und Wasser wieder einfängt und verwendet und genau Kraftstoffe und Chemikalien wieder daraus herstellt. Hier haben wir also einen technischen Kohlenstoffkreislauf und wir verwenden das CO2 wieder und wieder. Hier muss man jetzt noch dazu sagen, dass die CO2-Menge wird nicht reduziert, solange wir immer neues fossilen Kohlenstoff aus dem Boden holen. Aber so bekommen wir auf jeden Fall weniger CO2 insgesamt in die Luft. Startups erzählen uns immer was von negativen CO2-Emissionen, aber das geht natürlich nur, wenn wir noch viel mehr CO2 aus der Luft abscheiden, als wir fossilen Kohlenstoff aus dem Boden holen. Das sieht ganz nett aus, aber bis jetzt ist es ein Perpetuum Mobile. Also brauchen wir natürlich erneuerbare Energien, die wir hier einkoppeln müssen. Entweder gehen wir damit direkt in den Energiesektor und nutzen die Energie dort oder wir treiben den Kreislauf an, indem wir das Abfangen von Punktquellen oder aus der Luft, das ist ein bisschen komplizierter, weil die CO2-Konzentration niedrig ist, aber immer noch möglich und auch auf einer großen Skala. Letztendlich können wir dann den fossilen Kohlenstoff loswerden. Wenn wir die gleiche Sache aus einer anderen Perspektive angucken, kommen wir zu diesem Energiediagramm. Wir sehen jetzt hier verschiedene Kohlenstoffprodukte und Sauerstoff, die eine gewisse Energiemenge besitzen, die in ihren Bindungen gespeichert sind. Und was wir in der Regel machen, wenn wir sie verbrennen, an einem bestimmten Punkt würde es immer passieren, schubsen wir die Produkte über die Aktivierungsenergie und fahren ins Tal und kommen dann bei Wasser und CO2 an. Das ist eine sehr stabile Struktur. Wir wollten die Energie aus der Reaktion haben, aber das ist ein bisschen ein Problem, denn um wieder hochzukommen, müssen wir den Berg wieder hinauf fahren und über die Aktivierungsenergie drüber. Ich frage mich, wie machen wir das jetzt, wie funktioniert das? Können wir das nicht so lange aufhitzen, bis unsere ganzen schönen Produkte rauskommen? Es ist leider nicht so einfach und erst möchte ich euch etwas davon erzählen, welche Technologien schon einen relativ hohen Reifegrad haben und welche schon heute in großen Mengen implementiert werden könnten, also wo nur noch kleinere Verbesserungen nötig wären. Aber wir können das heute schon machen. Darum trennen wir jetzt erst Wasser und CO2 und der erste Schritt wäre jetzt eine Wasserelektrolyse. Als Erinnerung nochmal Wasserelektrolyse, zwei Elektroden in eine Salzlösung rein, Strom dazu und aus der Anode bekommen wir Sauerstoff und von der Catobe bekommen wir Wasserstoff. Soweit so gut, was der Chemie kennen wir, dass das Optimieren nicht so super einfach ist, aber es ist bekannte Technologie. Jetzt haben wir Wasserstoff und Sauerstoff zur Verfügung und schon produziert, die wir ursprünglich reingesteckt hatten. Jetzt wollen wir unsere eigentlichen Produkte erzielen. Dazu kompendieren wir Wasserstoff und Sauerstoff und verfolgen mehrere Reaktionen nacheinander, die quasi bergab gehen, energiemäßig gesprochen. Das heißt, wir kriegen am Ende Energie aus den Reaktionen heraus. Aber warum? Weil die eigentlichen Produkte ein höheres Energie-Niveau besitzen. Das heißt, wir splitten Wasser auf und benutzen es, um die eigentlichen Produkte zu erlangen. Ihr habt solche Diagramme vielleicht schon in der Schule gesehen, zu Zeiten, wenn Leute über Katalysatoren gesprochen haben. Wenn ich Leute reden höre darüber, was sie in der Schule gelernt haben, dann sagen sie sowas wie Katalysatoren, sorgen dafür, dass eine Reaktion schnell abläuft oder sind das Ding, dass die Aktivierungsbarriere niedriger macht, damit die Reaktion ablaufen kann. Aber ich möchte euch jetzt zeigen, was es eigentlich bedeutet, wenn eine Reaktion katalytisch abläuft. Wir haben hier also diese schöne Katalysatoroberfläche, die sehr geordnet ist, die eigentlich so nicht der Realität entspricht. Das ist für euch Experten oder für die Experten unter euch das Ergebnis einer Simulation, wie es auf der Mikroskala, auf der Oberfläche, einer Lage von Atomen aussehen könnte. Unser CO2 ist ein Molekül, entweder in der Gas- oder Flüssigenphase. Wir schauen jetzt hier auf das CO2 an der Katalysatoroberfläche. Und wenn wir das richtige Material haben, könnte es passieren, dass das CO2 an eine Gruppe von Oberflächenatomen, von Oberflächenatomen, adsorbiert. Und wie ihr seht, habe ich das CO2-Molekül schon in einem abgewinkelten Zustand gemalt. Es ist nicht mehr Linie. Das könnte schon ein Zustand sein, indem die Energiebarriere niedriger geworden ist. Denn wir haben hier schon ein paar Winkel drin, die vorher nicht dort waren. Und die Energiethe könnte sich geändert haben. Es könnte einfach nur durch diese Adsoption, also schon reaktiver geworden sein, als es zuvor war. Jetzt möchten wir, dass es mit Wasserstoff reagiert. Das heißt, wir setzen ein Wasserstoffmolekül auf unsere Katalysatoroberfläche. Und manche Tome sind in der Lage, dieses Molekül aufzutrennen, was von alleine eigentlich so freiwillig nicht ablaufen würde. Um dann etwas auszubilden, was ich Oberflächenhydrate nennt. Das heißt, wir haben zwei getrennte Wasserstoffatome, die an der Katalysatoroberfläche angelager sind. Das haben wir jetzt in großer räumlicher Nähe zu unserem CO2-Molekül. Und was jetzt passieren könnte, ist, dass ein Wasserstoffatom einfach auf eins der Sauerstoffatome aufspringt und eine Carbonülgruppe formt. Das ist noch nicht sehr Nützliches, aber wir haben schon mal was geschafft. Im nächsten Schritt könnte das andere Wasserstoffatom auf das gleiche Sauerstoffatom aufspringen. Das allerdings ist nicht stabil. Der Sauerstoff hat in dem Fall drei Bindungen. In den meisten Fällen sollte das hier kein stabiler Zustand sein und auseinanderbrechen. Und genau das passiert. Das heißt, wir bilden jetzt Wasser, das sich in der Gasphase befindet und haben noch einen Kohlenmonoxid-Azobat, das sich immer noch an der Katalysatoroberfläche befindet. Wenn dieses Azobat bleibt, kann es weiter reagieren und mit anderen Kohlenstoffatomen, zum Beispiel zum Methan reagieren, zu anderen Kohlenstoffverbindungen. Oder wir können auch andere Kohlenmonoxide an der gleichen Stelle haben, wo ursprünglich das Wasserstoffatom mit dem Sauerstoffatom reagiert hat. Und in diesem Fall können wir dann längere Kohlenstoffketten generieren und komplexere Moleküle zu Stande bringen. Zum Beispiel mit zwei Kohlenstoffatomen oder bis zu zehn Kohlenstoffatomen in einer Kette. Auf jeden Fall bilden wir hier Produkte. Eine weitere Sache, die passieren kann, ist, dass diese Azobate einfach nicht weiter an der Oberfläche bleiben können und sich dann wiederum davon wegrennen zu Kohlendioxid. Und verdammt. Das war ein kurzer Objekt darüber, wie diese katalysche Reaktion funktionieren kann. Was sind jetzt wichtige Reaktionen, in denen wir dieses Verfahren verwenden können? Wasser-Elektrolyse ist auf jeden Fall der erste Schritt. Auch die sogenannte Rivers Water-Gas-Shift-Reaktion, in der wir Kohlenmonoxid und Wasser CO2 und Wasserstoff generieren, ist denkbar. Ähnlich zu dem, was ich euch gezeigt habe, was hier passieren kann. Das Kohlenmonoxid kann wiederum verwendet werden, um Synthese-Gas zu bilden, gemeinsam mit Wasserstoff. Und hiermit können wir einige verschiedene Dinge machen. In der Mischung von 2 zu 1 können wir zum Beispiel Erdgas produzieren, was ihr in euren Campingkochern habt, die hier mitbringt. Naphtha wird üblicherweise gewonnen aus der Raffinerie von Roheöl. Diesel ist vergleichbar. Wenn wir jetzt in Gegend ein Verhältnis von 2 zu 1 einstellen, kriegen wir hier Mekalien wie Methanol, etanol, Dimethyl etau oder Benzin raus. Und wenn wir das Ganze im Verhältnis 3 zu 1 mischen, zum Beispiel SNG, also Synthese, Gas oder Methan. Synthese Gas bedeutet im Wesentlichen das Gleiche wie Erdgas und ist im Wesentlichen Methan. Damit sind wir schon sehr glücklich. Wir haben einen dreistufigen Prozess. Wir können damit einige nützliche Chemikalien produzieren. Das Problem ist, wenn wir viele Schritte in einer Reaktion haben, müssen die Wirkungsgrade der einzelnen Reaktionen multipliziert werden und damit geht der Gesamtwirkungsgrad runter. Das heißt, wir sind immer sehr glücklich, wenn wir diese Dinge in möglichst wenigen Reaktionsschritten produzieren können. Da hätten wir direkte Methanoseynthese. Hier haben wir nur den Wirkungsgradverlust von einem Reaktionsschritt anstatt von mehreren. Wir können also unseren Gesamtwirkungsgrad erhöhen, wenn wir diese Reaktionen effizienter hinkriegen, als die vorher gezeigten kombinierten zwei Reaktionsschritte. Gibt auch die Sabatierreaktion in der Grunddeoxid und Wasser direkt zu Methan und Wasser reagieren ohne Zwischenschritte. Eine weitere Reaktion, die ich erwähnen möchte, auch wenn es eigentlich nichts mit Carbon Capture zu tun hat, ist die Haber-Bosch-Reaktion. Wir könnten Wasserstoff aus Wasser-Elektrolyse gewinnen und mit Stickstoff reagieren lassen zu Ammoniac. Das ist eine nützliche Reaktion, um Ammoniac in einer nachhaltigeren Reaktion zu generieren. Denn üblicherweise wird das heute in der Chemieindustrie aus einer großen Menge an verbrannten fossilen Rohstoffen gewonnen. Wenn wir aber an der Industrie anfallenden Wasserstoff verwenden, den wir aus der Wasser-Elektrolyse gewinnen, und was heute teurer ist, aber letztendlich in das nachhaltiger wird, lässt sich diese Ammoniac insgesamt nachhaltiger generieren. Um euch noch ein weiteres Beispiel zu geben, möchte ich noch die Direktmethanosynthese hervorheben. Was ihr hier seht, ist die George Andrew Aller-Plant in Island. Sie ist nach einem sehr interessanten Mann benannt, der das Konzept der Methanol-Wirtschaft propagiert hat. Die heutige Wirtschaft ist im Wesentlichen eine Ölwirtschaft und alles, was wir so im täglichen Leben verwenden, wird aus Erdöl produziert. Eine Methanol-Wirtschaft, die Methanol als zentrale Ressource verwendet, wurde von George Aller reagiert, und deswegen ist diese Methanol-Anlage auch nach ihm benannt. Sie hat eine Kapazität von vier Kilotonnen pro Jahr Produktion, was erst mal nach nicht so viel aussieht, wenn man den weltweiten Methanolverbrauch von 100 Megatonnen pro Jahr anschaut. Aber wenn ihr euch überlegt, dass das nur eine Produktionsanlage ist, ist das schon eine ganze Menge. Das ist eine der ersten Anlagen, die in der Lage ist es zu tun, nämlich aus CO2 und Wasser Methanol zu produzieren. Indem sie quasi erneuerbare Energien verwendet, nämlich geothermische Energie, die in Island verfügbar ist. Ein typischer Katalysator, der für diesen Prozess verwendet wird, ist eine Kombination von Kupfer und Zinkoxid. Ich bin nicht sicher, ob Sie das in diesem Fall hier verwenden, denn Sie sagen nicht, welcher Katalysator verwendet wird, aber das könnte ein typischer Katalysator sein, der hier zum Einsatz kommt. Zurück zum Energiediagramm, wo ich euch diese Schritte gezeigt habe, die wir durchwandern, wenn wir eine kombinierte Reaktion ablaufen lassen. Diese Schritte können wir heute schon durchführen. Die entsprechend einer Marktreife, die wir heute bereits erreicht haben. Aber wie ihr seht, es ist eine ganze Menge Reaktionsschritte und ich habe euch gesagt, dass das den Gesamtwirkungsgrad deutlich verringern kann. Die Frage ist also, können wir es auch in einem Schritt schaffen? Es gibt hier eine sehr vielversprechende Technologie und das ist auch das Feld, mit dem ich mich beschäftige in meiner Doktorarbeit und das ist elektrokatalytische CO2-Reduktion. Ihr seht ihr das gleiche Bild, wie in der Folie, die ich vorher gezeigt habe, mit der Wasser-Elektrolyse. Was haben wir jetzt geändert? Wir führen jetzt hier CO2 dazu. Ich weiß nicht, ob ihr es gesehen habt, aber die Farbe der einen Elektro, der hat sich in diesem Fall geändert. Was passiert dann, wenn wir den richtigen Katalysator verwenden? Wir bekommen direkt unser erneuerbares Kohlenstoffprodukt aus dieser Reaktion heraus. Und was könnte das für ein Produkt sein? Formic Acid. Formic Acid ist eine Chemie, die nach Chemieindustrie eine große Rolle spielt. Viele, viele Tonnen pro Jahr. Also es ist nicht eine riesige Menge, die hier produziert werden kann, aber es wird sehr effizient hergestellt. Noch nicht ganz industrielle Maßstab, aber schon ganz okay. Dann gibt es auch Kohlenmonoxid. Und da weiß ich, dass manche deutschen Firmen schon versuchen, eine kommerzielle Anlage zu bauen, die diesen Schritt durchführt. Ich werde jetzt hier die Firmen nicht erwähnen, um keine Währung zu machen, aber es gibt welche. Andere Produkte, die wir machen könnten, wären Methan und Ethylen. Methan, synthetisches Erdgas, wie erwähnt. Und Ethylen, auch Ethen, wäre das Ding. Denn Ethylen ist die Chemikalie, die wir aus Öl herstellen. Also ist die hauptsächlich aus Öl hergestellte Chemikalie, weil wir sehr viel Polyethylen als Plastik verwenden. Und Ethylen kann in ganz, ganz vielen verschiedenen Produkten verwendet werden. Methan und Ethylen, ehrlich gesagt, es funktioniert im Labor und das ist immer noch nicht 100% sicher, ob wir das auf ein Industriemaßstab hochskalieren könnten. Wer weiß. Wie sagt, das ist das, was ich in meiner Doktorarbeit in einer Arbeitsgruppe, wo ich daran erforsche. Jetzt habe ich eine Menge über die Verfahren und die Chemie dahinter gesprochen. Schauen wir uns mal an, ob wir das verwenden können. Wie erwähnt, möchte ich über den Energiesektor sprechen. Um euch ein Gefühl zu geben, dass die Primärenergie der Primärenergieverbrauch der Welt ist ungefähr 600 extra Joule pro Jahr, also ungefähr 167 Peter-Watt-Stunden. Das ist das, was wir in Form von Gas und Öl und Kohle und erneuerbaren Energien, also alles, was in den Energiesektor reingeht. Am Anfang die drei verschiedene Sachen, von denen ich vorhin gesprochen habe, Energie, Mobilität und Wärme, so ungefähr ein Drittel von jedem. In Deutschland brauchen wir ein bisschen mehr Wärme, wegen kalter Winter. In anderen Teilen der Welt haben wir ein bisschen mehr Elektrizität. Also so grob über den Daumen, alles ein Drittel. Jetzt die Frage, wenn wir hauptsächlich erneuerbare Energien in Form von Elektrizität haben, wie bringen wir die in dieses Feld hinein? Anfangen mit etwas, was man gut kennt, also mechanischen Speichern, Wasser, den Berg raufpumpen. Hier können wir ausrechnen 1 kg Wasser, das 100 m den Berg raufgepumppt wird. Kommen wir bei 0,3 Watt-Stunden raus, die in dem Wasser gespeichert sind, das jetzt weiter oben auf dem Berg ist. Das ist etwas, was nützlich ist. Wir wissen, Leute machen das in Form von Pumpspeicherkraftwerken. Wir wollen mehr Energie reinpacken. Jetzt gucken wir uns mal Thermalenergie an, Wärme. Wir nehmen das gleiche Kilo Wasser und wärmen es von 25° auf 100° auf. Und hier sehen wir, dass die Energie in 87 Watt-Stunden beträgt. In dem gleichen Kilogramm Wasser. Das ist ungefähr in Faktor 100, also 2 Größenordnung. Jetzt gucken wir uns chemischen Speichern an. Das ist das, worüber ich euch jetzt seit einer halben Stunde erzähle. Und da sehen wir, dass wir 3,7 Kilo Watt-Stunden speichern können, indem wir 1 Kilo Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff speichern. Auch hier wieder gewinnen wir 2 Größenordnung. Das ist der Grund, warum Autos nicht mit Pumpspeicherkraftwerken durch die Gegend fahren. Das würde einfach nicht gehen, genug Wasser oder Höhendifferenz in Autos zu verbauen. Darum fahren Autos mit chemischen Energiespeichern. Jetzt, wenn wir uns elektrochemische Speicher angucken, möchte ich euch dieses Diagramm zeigen. Nennt sich Ragoni Diagramm. Das ist die Energiedichte pro Gewicht. Also Megajoule pro Kilogramm. Gegen die Energiedichte pro Volumen, also Megajoule pro Liter, aufträgt. Und wenn er mit Joules nicht so vertraut seid, seht ihr oben, ein Megajoule sind 277,8 Watt-Stunden. Nehmen wir den Standard. Also Bleibatterien, die man in Autos findet, wie befinden sich da unten. Dann hat seine Anwendung. Und vom Gewicht ist es immer noch der größte Marktteil, weil Blei schwer ist. Aber wir produzieren hauptsächlich Blei-Akkos. Manche erinnern sich sicherlich noch an Nickel-Catmium-Akkos, weil Katmium giftig ist. Heute verboten, weil Katmium giftig ist. Dann haben wir Nickel-Metallhydrate-Batterien. Die kennt ihr von diesen normalen Zylinder-Batterien-Akkos. Nickel-Metallhydrate. Dann natürlich Lithium-Ion-Technologie. Da kann man eine ganze Menge Energie in diese Batterien einbringen. Wir haben das alle in unseren ganzen Geräten, die wir herum tragen. Aber wenn das immer noch nicht genug ist, dann müssen wir auf einen anderen Maßstab gehen. All die Batterien sind da unten, links. Und jetzt kommen wir zu Wasserstoff. Wasserstoff ist irgendwo in dem Bereich. Warum ist es in so einem breiten Bereich? Nun, Wasserstoff-Speicher haben wir in Materialien zum Teil. Also so ähnlich wie Schwämme, die Wasserstoffe aufsaugen. Aber die werden dann schwerer. Dadurch ist die Energiedichte pro Gewicht relativ klein. Dann haben wir gasfilming Wasserstoff. Wir haben ihn bei 700 bar verdichtet und wir haben ihn verflüssigt. Daher haben wir dieses große Rechteck, in dem sich die Wasserstoff-Energie-Dichte befindet. Wir sind hier also ziemlich gut im Bereich Wasserstoff pro Gewicht. Wasserstoff ist ziemlich leicht. Aber pro Volumen gibt es da immer noch bessere, zum Beispiel die Kohlenstoff-basierten Materialien. Da drin also zum Beispiel Methanol. Wir haben Benzin. Und warum fährt ein Elektroauto nicht so weit? Aber Drama ist Drama so schwer wie ein normales Auto. Das liegt genau daran. Benzin ist eben so gut in dem Bereich. Ich kann mir keinen Flugzeug vorstellen, dass es mit Batterien fliegt, weil die Batterien zu schwer wären. Wir brauchen hier also einen Kraftstoff, mit einer viel höheren Energiedichte, dass die Flugzeuge antreibt. Also hier sieht man, warum Kohlenstoffprodukte so interessant sind. Und eine andere Sache, warum Kohlenstoffprodukte so interessant sind, ist, dass wir wissen, wie wir mit ihnen umgehen sollen. Wir haben große Infrastruktur überall auf der Welt, um sie zu transportieren, zu speichern und an die verschiedene Anwendungen zu übergeben. Wir wissen, was wir machen müssen. Wir müssen zusätzliche Kapazitäten aufbauen, um sie herzustellen aus erneuerbaren Quellen. Wo sind die Nachteile? Wenn wir uns die Nachteile anschauen, haben wir diesen Grafen als Resultat. Der von der Andreibadu-Gruppe erstellt wurde, die wirklich tolle Arbeit leisten beim Einschätzen der Effizienz dieser Technologien. Was wir hier sehen, ist der Einfluss auf die Technologien und auf die globale Erwärmung dieser verschiedenen Substanzen in CO2-Equivalenten. Für verschiedene Produkte, die wir über Carbon Capture und Utilisation Technologien erhalten. Wir haben hier die Violettelinie. Das ist Flugzeugbenzin. Wir haben allerlei verschiedene Dinge. Und es wird aufgetragen über den Einfluss auf die Erderwärmung, die wir hier aus, die diese Substanzen beeinflussen. Wir sehen, dass, wenn wir hier aus dem Carbon Capture und Utilisation Kreislauf Substanzen verwenden, haben wir erst mal mehr Einfluss auf die Erderwärmung, als wenn wir fossile Brennstoffe benutzen hier. Die senkrechten Linien sind die Strommixer aus verschiedenen Ländern. Zum Beispiel bei 370 Gramm CO2-Equivalent pro Kilowattstunde ist der Strommix in der EU, der für 2020 vorhergesagt wird. Dann haben wir bei etwa 230 den EU-Mix für 2050. Wir haben die Schweiz ungefähr an der Grenze, dass uns die synthetischen Kraftstoffe nutzen könnten. Wir haben Frankreich, deren Global Warming Impact, der sehr gering ist, weil sie eine große Anzahl von Atomkraftwerken haben. Dennoch gibt es auch hier Handlungsmöglichkeiten. Auf den besten Positionen haben wir Island, die einen großen Anteil an grüner Energie in ihrem Strommix haben. Und wir haben die Windbasislinie, die auch nicht null ist, weil wir zum Beispiel viel Beton verbrauchen und aufbauen müssen. Dennoch ist es die beste Technologie, die wir in diesem Bereich haben, die den geringsten Einfluss auf die Erderwärmung hat. Das heißt, wir haben schon den Spektrum an relativ grüner Energieproduktion. Wenn wir uns jetzt den Chemiesochter anschauen, haben wir diese Schema-Zeichnung, die etwas komplizierter aussieht. Im Wesentlichen zeigt sie den Massenfluss von fossiler primär Energie hin zu den 20 größten Chemikalien, die aus fossilen Brennstoffen erzeugt werden, die einen Anteil von 75 % an den Treibhausgasemissionen der chemischen Energie besitzen. Das ist also wie eine Art Grafischesmodell, dass sozusagen die ganze chemische Energie hier abbildet und hierfür diese 20 Chemikalien aufgestellt wurde. Man sieht, dass diese fossilen Brennstoffe in verschiedenen Prozessen aufgesplittet werden in Methanol, Ethanol, Plastik, Italäne, Aromaten, über die ich jetzt hier nicht wirklich gesprochen habe und Ammoniak natürlich. Dass nicht Kohlenstoff basiert ist, aber dennoch packen wir hier eine große Anzahl von fossilen Brennstoffen rein, um das Ammoniak zu produzieren. Was ist die Alternative? Wie können wir diese massenflüsse für 2030, wie können wir die für 2030 vorhergesagten massenflüsse ersetzen oder abbilden? Ich habe von Methanolwirtschaft gesprochen und Sie haben auch hier vor allem Modell gemacht in der gleichen Gruppe, wieder die Gruppe von Andre Bardo. Und da haben Sie grundsätzlich Methanol als zentralische Mikalie eingesetzt, weil Sie gesagt haben, dass Methanol besitzt noch die größte Marktreife, die Herstellung von Methanol. Also haben Sie gesagt, das ist was, was wir heute schon tun können. Aber natürlich sollte das Resultat das Gleiche sein. Wir haben in 2030 eine gewisse Anzahl von Chemikalien, die produziert wird. Und das Resultat sollte eigentlich nicht von der Art, wie wir die Chemikalien produzieren, abhängen. Wenn wir es also tun, dass wir das CO2 einfangen und ihr seht, dass auch hier jetzt der Wasserstoff-Massensfluss-Eintrag erhält in die Grafik, weil wir den ja brauchen, um das zu produzieren. Ihr seht, dass auch eine Menge Wasser und Luft hier eigentlich in die Grafik finden. Das ist dieser ganze graue Anteil. Dann sehen wir, dass wir mehr und mehr Wasser eintragen müssen in den Kreislauf, um mit der gleichen Anzahl und Menge an Produkten anzugelangen. Wir müssen also sehr viel Wasser einsetzen, um die Massenflüsse zu haben, der deutlich höher ist als die heutigen Massenflüsse in der Chemieindustrie. Stellen wir uns also genau wieder die gleiche Frage. Macht das Sinn? Hier sind zwei Modelle. Das eine ist das hohe Technology Readiness Level Modell, das Orange, also mit einer sehr großen Marktreife, das wir also in Zukunft durch das anwenden könnte. Wir können das vielleicht sogar heute tun. Das ist die gleiche Grafik, die ich euch im Energie-Teil gezeigt habe. Nur andersrum dargestellt. Wir sehen also auch hier, dass wir einen großen Anteil erneuerbare Elektrizität brauchen. Wir sehen also auch hier, dass wir einen großen Anteil erneuerbare Elektrizität brauchen. Wir sehen also auch hier, dass wir einen großen Anteil erneuerbare Elektrizität brauchen. Die sehr sauber ist, die nicht der heutige Strom-Mix ist, um unseren CO2-Foodprint-Signifikant zu senken. Hier ist eine andere Grafik, die aufträgt, wie viel Energie wir brauchen, um das zu erreichen. Die verschiedenfarbigen Grafen sind verschiedene Einflüsse auf die globale Erderwärmung. Null wäre in diesem Fall das beste Szenario. Also Null-Emissionen. Und wenn ich diese Linie weiter verfolge, sehen wir die zusätzliche Elektrizitätskapazität, die installiert werden müsste im Vergleich zu heute. Wir sehen also die zusätzliche Elektrizitätskapazität, die installiert werden müsste im Vergleich zu heute. Aus meiner Sicht ist die Linie die wichtigste, die sagt, wie viel extra CO2 generell ich damit. Die andere Seite ist Cradle to Gate, also von der Primärenergie vom CO2, wenn ich daraus etwas mache. Wie viel kann ich daraus produzieren? Wie viel kann ich daraus produzieren? Wie viel kann ich bis zum Tor meiner Fabrik produzieren? Wie viel kriege ich nachher raus? Die zwei Emissionen können negativ sein. Wir können CO2 einlagern. Aber von Cradle to Grave, also von der Erzeugung bis zur Entsorgung, können sie nicht negativ sein. Wir brauchen auf jeden Fall CO2. Was wir sehen ist, dass wir eine Menge Elektrizität brauchen. Das ist in der Skala von Petterwattstunden. Und das entspricht zwei Tagen Gesamtenergieerzeugung. Das heißt, wir bräuchten die gleiche Menge an Energie, wie wir heute produzieren, um in Zukunft erneuerbare Energiequellen zu haben. Und hier ist jetzt der Punkt gekommen, wo ich sage, es ist zwar schön Technologie und wir können eine ganze Menge damit machen, aber die Frage ist, aus meinem Standpunkt können wir das nicht erreichen. Wir brauchen auf jeden Fall eine Verringelung in allen Bereichen. Wir müssen weniger Chemikal verbrauchen. Wir müssen uns Energieverbrauch reduzieren. Und das in einem extrem ambitionierten Bereich, da wir einfach nicht genug Energie haben, um in genug Zeit genug Energie zu produzieren auf eine erneuerbare Art und Weise. Hier haben wir noch eine ganze Menge machen und unseren Lebensstandard auf eine gewisse Weise halten in der nächsten Zeit und auch für die nächsten Generationen. Am Ende möchte ich jetzt noch kurz zeigen, wo ich glaube, es Energie herkommen könnte. Und hier ist die Karte. Das ist im Grunde die Sonneinstrahlung auf der Erde in Watt pro Quadratmeter. Wir sehen hier also einen Farbgradienten. Es gibt zwei Gründe, warum ich diese Karte aufgestellt habe. Einerseits ist es wichtig, ab und zu mal die Perspektive zu wechseln und sich nicht immer nur in die Mitte zu stellen. Andererseits sagen wir, haben wir heute häufig den Fall, dass die Südthemisphäre aus vielen Gründen von der Nordthemisphäre abhängt. Und wenn wir das jetzt nicht in einer neokolonialen Art und Weise durchführen wollen, müssen wir diese Länder bitten. Könnt ihr für uns bitte Energieträger herstellen, denn ansonsten fällt uns unsere Gesellschaft auseinander. Wir können das nämlich uns einfach nicht mehr leisten. Was ich machen würde auf großen Maßstellen, ist Konzentrator Solaro, die in der Lage sind, riesige Mengen an Elektrizität relativ einfach aufzubauen, die mit wenig Bodenaufwand. Und dort können wir die Hitze, Tag und Nacht in flüssigem Salz aufbewahren. Und wir können dort eben fabriken, und wir können dort auch Industrieanlagen bauen, die Metanol produzieren und das Metanol dann zu uns transportieren. Und darauf möchte ich jetzt schließen. Ich habe noch ein paar Minuten und bin am Ende meiner Vortrags. Ich danke euch für eure Aufmerksamkeit. Und bei den Fragen möchte ich euch folgendes zeigen. Die Webseite climateclock.net zeigt uns, wie ernst die Situation ist. Danke für eure Aufmerksamkeit. Und jetzt würde ich eure Fragen gerne beantworten. Das war der Vortrag Power to Liquids von Heinemess und Avassarala. Wenn euch die Übersetzung gefallen hat, geht auf C3lingo auf Twitter oder dem Hashtag C3T. Haben jetzt noch ein paar Fragen. Ihr habt hier die Mikrofone hier im Raum und stellt eure kurz und präzise Frage, damit wir hier schnell vorwärtskommen können. Aber ich sehe hier keine Fragen. Da ist eine. Hey, toller Vortrag. Wie werden wir das ganze CO2 einfangen? Die Infrastruktur ist ja noch nicht da, oder? Ja, also die Infrastruktur ist noch nicht da. Aber die Technologie ergibt es insbesondere bei Punktquellen wie Fabriken, die CO2 imitieren. Dort muss man natürlich dran denken, dass der Deal zwischen erneuerbarer Energie und dem Fußabdruck der Energie und dem, was wir am Ende produzieren. Nun, da gibt es bestimmte Prozesse, wie die Zementproduktion, die extrem viel CO2 imitiert. Das könnte so eine Sache sein. Und es gibt verschiedene Startups auf der Welt, die Direct Air Capture durchführen. Und da relativ effizient sind, insbesondere wenn sie Abwärme aus Prozessen nutzen, dann können sie schon relativ einfach CO2 aus der Umgebungsluft abziehen. Also die Technologie ist da, die Infrastruktur noch nicht. Du hast erwähnt, dass wir ungefähr dieselbe Menge an Elektrizität brauchen, die wir heute schon haben, um Power to X durchzuführen. Welche Mengen an Elektrizität haben wir denn heute schon? Ich habe keine Ahnung, über die weltweit installierte erneuerbare Elektrizität. In Deutschland weiß ich, dass wir sagen, dass wir ganz gut sind, aber eigentlich sind wir es nicht. Unser Footprint sind so 450 Gramm pro Kilowatt-Stunde. Wir sind eher sogar außerhalb der Grafik, die ich gezeigt habe, im Jahresschnitt. Ich glaube, in Deutschland gibt es eine Webseite, die ich dir zeigen kann, electricitymap.com, wo man sehen kann, wie grün die Elektrizität in verschiedenen Ländern ist. Aber ich weiß es nicht genau. Wir haben in Deutschland eine ganze Menge Energie, erneuerbare Energie, obwohl sie weiterhin Kohlekraftwerke bauen, aber auch im Bereich der Erneuerbaren sind sie gut. Es wird besser, aber es ist immer auch viel zu langsam. Danke, dass du die Fragen beantworten hast. Danke für den tollen Vortrag. Und das ist das Ende unserer Q&A. Danke, Jonas.