Energie und Umwelt

Forschende des Paul Scherrer Instituts haben zusammen mit Kollegen aus China und den USA gezeigt, dass die Klimaerwärmung nicht alleine für die Gletscherschmelze im Himalaya verantwortlich ist. Auch Russ, der auf dem Gletscher abgelagert wird, trägt dazu bei. Der Russ entsteht, wenn Öl oder Holz verbrannt werden; Wind transportiert ihn dann in den Himalaya.

Das Paul Scherrer Institut PSI und die Belenos Clean Power AG haben ein Brennstoffzellensystem entwickelt, das das Potenzial aufweist, kostengünstig in einen Kleinwagen eingebaut zu werden, der dann über seine Lebenszeit ähnlich viel kosten würde wie ein herkömmliches Auto. Für diesen wichtigen Schritt in Richtung umweltfreundliche Mobilität erhalten PSI und Belenos den Watt d’Or 2011.

Einem Forschungsteam um Aldo Steinfeld ist es gelungen, mit Solarenergie aus Wasser und Kohlendioxid Treibstoff zu erzeugen. Dazu haben die Wissenschaftler einen Solar-Reaktor entwickelt, in dem konzentrierte Sonnenstrahlung das dafür nötige thermochemische Verfahren antreibt.

Der «swisselectric research award 2010» geht an den Chemiker Andreas Hintennach vom Paul Scherrer Institut. Dank seiner Forschung könnten Lithiumionen-Batterien in Zukunft deutlich langlebiger werden. Das Speichern von Strom wird somit umweltfreundlicher und kostengünstiger.

Die Speicherung von elektrischer Energie ist eine der zentralen Fragen der Energiezukunft. Neue Batterietypen zu entwickeln, die mehr Energie speichern können als die heute verfügbaren, ist das Ziel eines Forschungsnetzwerks, das der weltweit grösste Chemiekonzern BASF gemeinsam mit dem Paul Scherrer Institut PSI und Forschungseinrichtungen aus Deutschland und Israel gegründet hat.

Paul Scherrer Institut beteiligt sich an europäischer EnergieforschungsallianzWege zu einer nachhaltigen Energieversorgung zu entwickeln gehört zu den dringendsten technischen Herausforderungen der Gegenwart.

Tagung am Paul Scherrer Institut bringt Energiefachleute zusammenAls grösstes Energieforschungszentrum der Schweiz und Sitz des Kompetenzzentrum Energie und Mobilität CCEM lud das Paul Scherrer Institut am 11. Juni zu einer Tagung über Lösungsansätze zum Schutz des globalen Klimas ein. Acht Vorträge von Energieexperten aus Forschung und Industrie zeigten die Vielfalt der Verfahren, die zu einer Reduzierung des CO₂-Ausstosses führen könnten. In der anschliessenden Podiumsdiskussion wurde deutlich, was über technische Ansätze hinaus getan werden muss.

Daten des Paul Scherrer Instituts von der Messtation auf dem Jungfraujoch liefern wichtige Erkenntnisse.Die Eruption des isländischen Vulkans Eyjafjallajokull hat das Fliegen in grossen Teilen Europas zum Erliegen gebracht. Die Entscheide beruhten vor allem auf Modellrechnungen. Wie gefährlich ist nun diese Vulkanasche für Flugzeuge?

Ein Paradigmenwechsel in der Atmosphärenforschung zeichnet sich ab: Anders als bisher gedacht ist nicht allein die Schwefelsäure für die Bildung derjenigen Feinstaub-Teilchen verantwortlich, die erst in der Atmosphäre entstehen. Der Mechanismus konnte ganz neu verstanden werden – dank eines Experiments in der Smogkammer des Paul Scherrer Instituts (PSI).

Forschende des Paul Scherrer Instituts, der University of Colorado und 29 weiterer Forschungseinrichtungen aus verschiedenen Ländern haben die Zusammensetzung der organischen Anteile des Feinstaubs für verschiedene Regionen der Welt untersucht und bestimmt, aus welchen Ursprungssubstanzen er sich jeweils bildet. So konnte erstmals geklärt werden, welche Rolle einzelne Bestandteile der Abgase für die Feinstaubbildung spielen.

Forschende des PSI arbeiten an Verfahren, die Holzreste in synthetisches Erdgas umwandeln, welches in öffentliche Gasleitungen eingespeist werden kann. In der Schweiz steht genug Energieholz zur Verfügung, um einige Prozente des Energiebedarfs zu decken. Die Energiegewinnung aus Holz ist CO2-neutral, weil das CO2, das bei der Verbrennung entsteht, sonst beim Verrotten des Holzes freigeworden wäre. Anders als bei der direkten Verbrennung von Holz entsteht bei der Nutzung von synthetischem Erdgas kein gesundheitsschädlicher Feinstaub.

Materialien, die in Kernkraftwerken eingesetzt werden, sind hohen Anforderungen ausgesetzt. Die Sicherheitsstandards bezüglich Materialauswahl, -einsatz und -überwachung sind sehr hoch. Am PSI wird das Verhalten von langzeitig eingesetzten Teilen untersucht. So interessieren sich die Forschenden für die Bedeutung von Spannungsrisskorrosion in Werkstoffen oder die Auswirkung starker radioaktiver Strahlung auf deren Haltbarkeit.

Radioaktive Abfälle aus Kernkraftwerken sowie aus Medizin, Industrie und Forschung müssen über sehr lange Zeit von der Umwelt und insbesondere dem Lebensraum der Menschen ferngehalten werden. Fachleute am PSI befassen sich seit Jahren mit wissenschaftlichen Fragen zum Sicherheitsnachweis für geologische Endlager. Die PSI-Forschung widmet sich vor allem den physikalisch-chemischen Vorgängen in Endlagersystemen. Sie will zu einer realistischen Beschreibung der mit der Lagerung radioaktiver Abfälle verbundenen Risiken gelangen.

Das Paul Scherrer Institut analysiert Strukturen und Auswirkungen nationaler und internationaler Energiesysteme.So wurde zum Beispiel im Jahr 2007 eine Studie erstellt, in der das PSI Empfehlungen gibt, welches die nationalen Klimaziele der Schweiz sein könnten.

In Gletschereis können Informationen über das Klima und die Zusammensetzung der Atmosphäre in vergangenen Jahrhunderten gespeichert sein. PSI-Forschende unternehmen regelmässig Forschungsreisen in verschiedene Gebiete um dort Eisbohrkerne zu entnehmen. Ein solcher Eisbohrkern ist gewissermassen eine Eissäule, die aus dem Gletscher herausgebohrt wurde. Im Labor wird der Bohrkern Schicht für Schicht aufgetaut und auf seine Zusammensetzung untersucht. So liefert er zahlreiche Einblicke in verschiedene Aspekte der Klimavergangenheit.

Auszeichnung mit dem Yellot Award. Konzentrierte Sonnenenergie kann technisch nicht nur zur Erzeugung von elektrischem Strom genutzt werden, man kann mit ihrer Hilfe auch Brennstoffe wie Wasserstoff oder indirekt sogar flüssige Treibstoffe produzieren. Nun wurde einer der Pioniere auf diesem Gebiet, Professor Aldo Steinfeld vom Paul Scherrer Institut und der ETH Zürich, mit dem Yellott Award, dem Preis des amerikanischen Ingenieursverband ASME für Arbeiten zu erneuerbaren Energien ausgezeichnet

Forschende des Paul Scherrer Instituts (PSI) haben mit Kollegen der TU Wien ein Verfahren entwickelt, mit dem man Erdgas aus Holz erzeugen kann. An einer Testanlage wurde das Verfahren im technischen Massstab erfolgreich erprobt. Für Ihre Arbeit erhalten die PSI-Forschenden am 8. Januar die Auszeichnung Watt d'Or.

Publikation in Geophysical Research Letters. Neue Ergebnisse der Klimaforschung mit Eisbohrkernen aus dem sibirischen Altai. Anhand von Sauerstoffisotopen im Eis wurden die Temperaturen der letzten 750 Jahre im Altai rekonstruiert.

Gemeinsam mit der Industrie forscht man am Paul Scherrer Institut an neuen Schiffsmotoren. Was bei Dieselfahrzeugen zu Land schon lange die Norm ist, soll nun auch auf den Meeren umgesetzt werden: Nicht nur Lastwagen und Dieselautos fahren stickoxidreduziert, sondern auch Schiffe. Während dieses Ergebnis bei Fahrzeugen hauptsächlich durch den Einbau von Katalysatoren erreicht wird, ist das Ziel bei Schiffen eine innermotorische Lösung

Die Vision geht in die operative Phase. Ein nachhaltiger, sauberer Energieverbrauch und eine individuelle Mobilität mit sauberer, CO2-freier Energie, das ist die Vision der Belenos Clean Power AG. Um dieses Ziel zu erreichen, müssen Anstrengungen unternommen werden, die die ganze Kette von der nachhaltigen Primärenergie à der Sonne à über die saubere Energie für Haushalte, Fabriken u. ä., bis zum effizienten, emissionsfreien Auto-Antrieb umfassen.