Prof. Dr. André Thess

 

Gespräch mit Prof. Dr. André Thess

Das vollständige Gespräch mit Prof. Dr. André Thess auf YouTube.

Werdegang und Einstieg in die Energietechnik

Prof. Dr. André Thess, Professor für Energiespeicherung an der Universität Stuttgart, hat einen beeindruckenden internationalen Werdegang. Geboren 1964 in Sankt Petersburg, promovierte er 1991 an der TU Dresden und war unter anderem Gastprofessor an der Stanford University und der Nagoya University. Seine Leidenschaft für Energietechnik entwickelte sich während eines Praktikums am Zentralinstitut für Kernforschung in Rossendorf. Dort kam er mit Thermodynamik, Reaktorphysik und Energietechnik in Berührung, was sein berufliches Leben prägte. „Ich bin zwar am Ende nicht Kernphysiker geworden, aber durch diese Entscheidung bin ich mit Energietechnik in Kontakt gekommen und habe sie lieben gelernt“, sagt Thess.

Energiewandlung und Wärmekraftmaschinen

Ein zentrales Thema des Gesprächs ist die Energiewandlung. Thess erläutert, dass die heutige Energiewelt von fossilen Brennstoffen und Wärmekraftmaschinen wie Dampf- oder Gasturbinen dominiert wird. Diese wandeln Wärme in mechanische Energie und letztlich in Strom um. Der Wirkungsgrad solcher Systeme ist begrenzt durch die Temperaturdifferenz zwischen heißer und kalter Seite, wie sie Carnot 1824 definierte. „Wir sind dank der 200-jährigen Geschichte der Wärmekraftmaschinen dieser theoretischen Grenze schon relativ nahe gekommen“, betont Thess. Dennoch sieht er in den nächsten Jahrzehnten eine Transformation hin zu erneuerbaren Energien wie Wind, Solar und Kernenergie.

Energiespeicherung: Die Zukunft der Energiewende

Die Energiewende erfordert neue Ansätze zur Speicherung von Strom aus fluktuierenden Quellen wie Wind und Sonne. Thess fokussiert auf sogenannte Carnot-Batterien, die Strom mittels Wärmepumpen in Wärme umwandeln, diese speichern und bei Bedarf wieder in Strom zurückverwandeln. Solche Systeme könnten Speicherkapazitäten von mehreren hundert Gigawattstunden erreichen, was für eine Industrienation wie Deutschland essenziell ist. Thess hebt hervor: „Die große Herausforderung besteht darin, Wärmepumpe, Wärmespeicher und Wärmekraftmaschine so zu optimieren, dass der Wirkungsgrad möglichst nahe an 100% kommt.“ Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien sind Carnot-Batterien für großskalige, langfristige Speicherung geeignet, während Batterien für kurzfristige Speicherung besser sind.

Kernenergie: Emotionen versus Fakten

Ein kontroverses Thema ist die Kernenergie. Thess kritisiert die emotionale Ablehnung in Deutschland, die nicht immer auf wissenschaftlichen Fakten basiert. Er verweist auf Studien, die zeigen, dass die Kernenergie im Vergleich zu Kohle deutlich weniger Todesopfer pro Terawattstunde verursacht (0,1 gegenüber 25). Er bemängelt, dass Medien oft ungenau über Kernenergie berichten, etwa durch Vermischung von Tsunami- und Reaktoropfern in Fukushima. Thess fordert eine sachliche Debatte und verweist auf die internationale Nutzung der Kernenergie in Ländern wie den USA, Frankreich und Japan.

Wasserstoff und CO2-Vermeidungskosten

Wasserstoff wird als potenzieller Energiespeicher diskutiert, doch Thess sieht hier ökonomische Hürden. Grüner Wasserstoff kostet etwa sechs Euro pro Kilogramm, während fossiler Wasserstoff nur einen Euro kostet. Die Herausforderung besteht darin, die Kosten zu senken. Thess plädiert für Technologieneutralität und einen CO2-Preis, der den Markt steuert, anstatt politische Vorgaben. Bei der CO2-Vermeidung betont er die Effizienz: „Die Modernisierung eines indischen Kohlekraftwerks spart eine Tonne CO2 für etwa 50 Euro, ein Elektroauto in Deutschland kostet 500 Euro pro Tonne.“ Kernkraftwerke liegen bei 100–200 Euro pro Tonne, was sie zu einer effizienten Klimaschutzmaßnahme macht.

Kulinarische Thermodynamik: Wissen mit Genuss verbinden

Ein ungewöhnlicher Aspekt von Thess’ Arbeit ist seine Vorlesung „Kulinarische Thermodynamik“, die Thermodynamik mit Kochen verbindet. Ziel ist es, Studierende für das Fach zu begeistern und sie zum Kochen zu motivieren. Beispielsweise wird die Wärmeübertragung anhand von Bratpfannen analysiert, gefolgt von Verkostungen. Thess kritisiert humorvoll EU-Vorschläge wie die Leistungsbegrenzung von Wasserkochern und schlägt stattdessen einen „Deckel-Zwang“ für Töpfe vor, da dies Energie spart.

Ausblick auf die Energiewelt 2100

Zum Abschluss wagt Thess eine Prognose für 2100: Fossile Energien werden durch Innovationen in Wind, Sonne, Kernenergie und möglicherweise Kernfusion zurückgedrängt. „Die Zukunft sieht anders aus, als wir sie uns heute vorstellen“, sagt er und betont, dass technologische Fortschritte und ein CO2-Preis die Energiewelt CO2-arm und kostengünstig machen könnten, ähnlich wie Innovationen die Steinzeit beendeten.

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Stichworte: Energiewandlung, Carnot-Batterien, Kernenergie, Wasserstoff, CO2-Vermeidung

Prof. Dr. André Thess Energiegespräch

 

 Energiegespräch mit Prof. Dr. André Thess

Das Gespräch bietet einen umfassenden Einblick in thermodynamische Prinzipien, die Entwicklung von Energiespeichertechnologien und die politischen Rahmenbedingungen. Thess betont, dass technologische Fortschritte und wirtschaftliche Effizienz Hand in Hand gehen müssen, wobei der Fokus auf Kosten und nicht allein auf Wirkungsgraden liegen sollte. Gleichzeitig warnt er vor den Folgen übermäßiger staatlicher Eingriffe und plädiert für mehr Freiheit in der Energiepolitik und Wirtschaft.

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1. Einführung in die Energiespeicherung: Carnot-Batterie und thermodynamische Grundlagen

Prof. Dr. André Thess beschreibt die Carnot-Batterie, ein System zur Speicherung von Energie, das elektrische Energie in Wärme umwandelt, diese speichert und später wieder zurück in Strom transformiert. Die Effizienz dieser Batterie basiert auf thermodynamischen Prinzipien, insbesondere dem Carnot-Wirkungsgrad, der von den Temperaturen der Wärmequelle und der Wärmesenke abhängt. Ein Durchbruch war die Erkenntnis, dass höhere Temperaturen die Speicherwirkungsgrade verbessern, was durch die Nutzung flüssiger Salze als Speichermedium unterstützt wird. Thess betont, dass der Wirkungsgrad technisch wichtig ist, aber aus marktwirtschaftlicher Sicht die Kosten pro erzeugter Kilowattstunde entscheidender sind.

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2. Die Rolle des Wirkungsgrads in verschiedenen Technologien

Thess erläutert, dass der Wirkungsgrad bei Technologien wie Wärmepumpen, Photovoltaik und Windkraft zwar für Ingenieure von Bedeutung ist, in der Marktwirtschaft jedoch vor allem die Kosten zählen. Er kritisiert die übermäßige Betonung des Wirkungsgrads in öffentlichen Diskussionen und betont, dass niedrige Kosten unabhängig vom Wirkungsgrad entscheidend sind. Beispielsweise zeigt er auf, dass auch mit suboptimalen Wirkungsgraden wirtschaftlich attraktive Lösungen möglich sind, solange die Technologie wettbewerbsfähig bleibt.

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3. Materialfragen und technische Herausforderungen

Ein zentraler Punkt bei der Entwicklung von Energiespeichern wie der Carnot-Batterie ist die Materialauswahl. Flüssige Salze, wie Kaliumnitrat und Natriumnitrat, haben sich als geeignet erwiesen, sind jedoch chemisch aggressiv und stellen Herausforderungen an die Behältermaterialien. Thess hebt hervor, dass Fortschritte in der Materialwissenschaft eng mit der Verbesserung thermodynamischer Systeme verbunden sind. Der Zugang zu Rohstoffen sei wirtschaftlich betrachtet prinzipiell unendlich, da steigende Preise zu effizienterem Umgang und Innovationen führen.

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4. Marktwirtschaft versus staatliche Regulierung

Thess spricht sich klar für marktwirtschaftliche Mechanismen aus und kritisiert die starke Regulierung in Deutschland. Er plädiert für die Abschaffung von Subventionen, wie dem Erneuerbare-Energien-Gesetz, und eine stärkere Rolle des Marktes bei der Wahl von Technologien. Er sieht in übermäßiger Regulierung und Bürokratie eine Gefahr für Innovation und wirtschaftliche Leistungsfähigkeit. Beispiele aus Ländern wie Namibia zeigen, wie marktwirtschaftliche Prinzipien den Einsatz erneuerbarer Energien ohne staatliche Eingriffe fördern können.

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5. Klimapolitik: CO2-Reduktion und Anpassung

Thess diskutiert die Herausforderungen der globalen Klimapolitik, insbesondere bei der Reduktion von CO2-Emissionen. Er plädiert für eine ausgewogene Strategie, die sowohl CO2-Reduktion als auch Anpassungsmaßnahmen berücksichtigt, wie die Begrünung von Städten oder den Bau besserer Infrastrukturen. Er sieht keine einfache Lösung, da es keine globale Regierung gibt, die einen einheitlichen CO2-Preis durchsetzen könnte. Stattdessen sollten marktwirtschaftliche Innovationen die Transformation vorantreiben.

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Liste aller Gespräche: 

https://energiespeicher.blogspot.com/p/energiegesprache-mit-eduard-heindl.html

Prof. Dr. André Thess 1. Gespräch

 

Prof. Dr. André Thess im Energiegespräch

Professor Dr. André Thess erläutert seinen beruflichen Weg und seine Erfahrungen in der Kernforschung und Energiesysteme, einschließlich Stationen in Deutschland, den USA und Japan. Seine Wahl für die Energietechnik prägte sein gesamtes Berufsleben.

Das vollständige Energiegespräch mit Prof. Dr. Thess auf YouTube 

2. Der Stand der Energieumwandlungsprozesse

Der Professor beschreibt die Dominanz der Wärmekraftmaschinen (Dampfturbinen, Gasturbinen, Verbrennungsmotoren) in der gegenwärtigen Energiewelt, betont aber die Transformation hin zu erneuerbaren Energiequellen. Er erläutert die grundsätzliche Herausforderung der Energiespeicherung und die Bedeutung von Strom als "neuer Primärenergiequelle".

3. Herausforderungen bei Wärmekraftwerken und neuen Technologien

Professor Test erklärt die Notwendigkeit einer "kalten Seite" in Wärmekraftwerken (Kühlung) und geht auf Regulierungen und Technologien ein, die den Wirkungsgrad beeinflussen. Er beschreibt verschiedene Ansätze, Energie zu speichern, darunter die Carnot-Batterie, die Strom in Wärme umwandelt und diese zur späteren Nutzung speichert.

4. Energiespeicherung und deren Wirtschaftlichkeit

Die Carnot-Batterien, Wasserstofftechnologien und mechanische Speicherwerke werden hinsichtlich ihrer Wirtschaftlichkeit und technischer Machbarkeit verglichen. Der Fokus liegt auf der Senkung der Kosten pro gespeicherter Kilowattstunde, wobei technologische und wirtschaftliche Faktoren die zentrale Rolle spielen.

5. Die Rolle der Kernenergie

Das Thema Kernenergie wird detailliert diskutiert. Professor Test argumentiert für die Sicherheit und Effizienz der Kernenergie im Vergleich zu fossilen Brennstoffen, insbesondere unter Berücksichtigung von CO2-Emissionen und Lebensrisiken pro produzierter Energieeinheit. Die Kontroverse um die öffentliche Wahrnehmung und Medienberichterstattung in Deutschland wird ebenfalls angesprochen.

6. CO2-Vermeidungskosten und Effizienzmaßnahmen

Die Effizienz von CO2-Vermeidungsstrategien wird anhand verschiedener Beispiele (Modernisierung alter Kohlekraftwerke, Elektroautos, synthetische Kraftstoffe) erklärt. Der Professor betont die Relevanz eines einheitlichen CO2-Preises zur wirtschaftlichen Steuerung der Maßnahmen.

7. Die Wasserstoffwirtschaft

Die Vor- und Nachteile von Wasserstoff als Energiespeicher und -träger werden diskutiert. Es gibt keine technologischen Hindernisse, aber wirtschaftliche Herausforderungen, wie den Preisunterschied zwischen grünem und herkömmlichem Wasserstoff. Der Professor bleibt skeptisch gegenüber der einseitigen politischen Fokussierung auf Wasserstoff als Lösung.

8. Energiepolitik und Technologieoffenheit

Professor Test plädiert für eine technologieoffene Energiepolitik mit klaren Leitplanken, wie beispielsweise einem CO2-Preis. Er argumentiert, dass die besten Lösungen durch den Markt gefunden werden sollten und dass staatliche Eingriffe mit Vorsicht zu genießen sind.

9. Luftfahrt und Wasserstofftechnologien

Die Nutzung von Wasserstoff in der Luftfahrt wird untersucht, einschließlich der Vorteile von Wasserstoffbrennstoffzellen und den Herausforderungen der Gewichtsproblematik. Verschiedene Technologien zur Speicherung und Nutzung von Wasserstoff werden erklärt.

10. Kulinarische Thermodynamik

In einem lockeren Wechsel geht es um die Verbindung zwischen Thermodynamik und alltäglichem Kochen. Beispiele wie die Wahl der Bratpfanne für ein optimales Steak oder die Effizienz beim Wasserkochen werden humorvoll und anschaulich vermittelt. Dies zeigt, wie Thermodynamik auch im Alltag verständlich und nützlich gemacht werden kann.