Dr. Martin Pache: Kernenergie

 

Dr. Martin Pache: Kernenergie – Technik, Rückbau und Zukunftsperspektiven

Das vollständige Gespräch mit Dr. Martin Pache auf YouTube.

Dr. Martin Pache, seit 22 Jahren bei Westinghouse tätig, teilt in diesem Gespräch seine fundierten Einblicke in die Kernenergie. Er studierte Allgemeinen Maschinenbau in Darmstadt, promovierte in München zur Produktentwicklung und stieg bei Westinghouse ein. Dort übernahm er Rollen in Projektleitung, Kundenbetreuung, technischem Marketing, Qualität und Sicherheit sowie als Engineering Director – mit Einsätzen in den USA, Südafrika und ganz Europa. Seit 2023 leitet er als Geschäftsführer Westinghouse Electric Germany Großprojekte zum Rückbau von Kernkraftwerken. Westinghouse Mannheim betreut Service für laufende Anlagen, den Rückbau abgeschalteter Werke und Technologien zur Behandlung radioaktiven Abfalls. Als ehrenamtlicher Sprecher des Branchenverbands KernD engagiert er sich für technologieoffene Debatten.

Vom Maschinenbau zur Kerntechnik: Eine Leidenschaft für Technik

Pache beschreibt seinen Einstieg als klassischen Ingenieurweg: Inspiriert von Lego, Schiffen und väterlicher Begeisterung für Technik, führte das Studium in Darmstadt und die Promotion in München zur Kernenergie. Ursprünglich an Automobiltechnik interessiert, lockte ein Praktikum bei ABB Reaktor – noch vor der Westinghouse-Ära – ihn in die Branche. „Ich bin sehr begeistert von der Technik, auch von dem, wie in der Kerntechnik zusammengearbeitet wird. Es ist kein knallhartes Konkurrenzgeschäft, sondern Leute, die in erster Linie von der Technik begeistert sind.“ Trotz Höhen und Tiefen wie Fukushima und politischer Wenden blieb er der Branche treu, die von Betrieb zu sicherem Rückbau überging.

Bau von Kernkraftwerken: Phasen, Herausforderungen und Serienpotenzial

Der Bau von Kernkraftwerken wird oft als endloser Prozess dargestellt – von 20 bis 40 Jahren. Pache betont die Bandbreite: Verzögerungen entstehen meist durch Genehmigungen, nicht den Bau selbst. Kostenexplosionen resultieren aus Stillstand, der Zinslasten und Lieferketten belastet: „Das Teure ist eigentlich nicht der Bau des Kraftwerks, sondern das Teure ist eigentlich der Stillstand.“ Große Komponenten wie das Reaktordruckgefäß sind gut kalkulierbar, Unsicherheiten lauern bei Beton und Gebäudetechnik. Serienbau, wie bei den deutschen Konvoiwerken, hilft enorm. Westinghouses AP1000 (Generation 3+) wurde bereits sechsmal gebaut; nach dem „Einschwingen“ sinken Kosten und Termine. In Dubai (Barakah) schafften Koreaner vier Blöcke in acht Jahren dank starkem Projektmanagement und Kleinserie – trotz Wüstenhitze und strenger Regulierung. In Europa (Finnland: Olkiluoto; Frankreich: EPR; UK: Hinkley Point) bremsen Regulierungen und fehlender Serieneffekt.

Brennelemente und Wartung: Verfügbarkeit und Langlebigkeit

Ein Mythos: Brennelemente seien nicht mehr käuflich. Pache, vor dem Bundestagsausschuss befragt, widerlegt das – Westinghouse Schweden hätte in sieben Monaten geliefert, nicht in den publizierten 1,5 Jahren. Isar 2 war ein 100-prozentiger Westinghouse-Kern; keine Neulizenzierung nötig. Das Russland-Gerücht stammt von VVER-Reaktoren (z. B. in Finnland), doch Westinghouse beliefert diese seit über 10 Jahren europäisch lizenziert. Konfigurationen variieren: Druckwasserreaktoren wie Konvoi nutzen 18x18-Raster; Sieder- oder VVER-Elemente unterscheiden sich in Form und Materialien, doch das Prinzip (Pellets in Röhrchen) bleibt gleich.

Wartung folgt drei Motiven: Obsoleszenz in der Leittechnik, Alterung durch Korrosion oder Lastwechsel. Regelmäßige Prüfungen (Ultraschall, Wirbelstrom) identifizieren Risiken; Dampferzeuger (bis 500 Tonnen, 20 m hoch) werden oft ausgetauscht – sogar in kleinen Anlagen wie Beznau (Schweiz) nach 30–40 Jahren, um Laufzeit zu verlängern. „Kernkraftwerke sind vergleichbar mit dem Haus: Wenn ich ein Haus gebaut habe, reiße ich es nicht nach 3 Jahren wieder ab.“ Ursprünglich auf 40 Jahre ausgelegt, erreichen viele 60–80 Jahre, potenziell 100 – dank hoher Sicherheitsmargen und minimaler Abnutzung bei Vollastbetrieb.

Rückbau in Deutschland: Politische Entscheidung und Reaktivierbarkeit

Deutschlands hektischer Rückbau – inklusive Kühlturmsprengungen – wirkt Pache bedingt nachvollziehbar: Es signalisiert Abschluss, doch Türme sind rekonstruierbar und nicht nuklear. Genehmigungen kamen teils erst 2024; der Abbau beginnt innen (Reaktoreinbauten unter Wasser zerlegt) nach außen. Brennelemente kühlen vier Jahre im Becken, dann trocken in Castor-Behältern. Dampferzeuger könnten dekonamiert werden, sind aber designbedingt einzigartig. Reaktordruckgefäße, nie ausgetauscht, gelten als „Ende“ – doch theoretisch machbar. Reaktivierung? „Sehr viel ist möglich“ – abhängig von Invest und Zeit (nicht Kosten). Personal fehlt nicht; Ausbildung via Simulatoren dauert gestuft 10 Jahre, doch mit Horizont reaktivierbar. Entsorgung: Kein technisches Problem, sondern Standortsuche; Aufbereitung würde 60-fach mehr Energie nutzen – absurd, 96 % Uran 238 zu vergraben.

Zukunft: Von Generation 4 bis Small Modular Reactors

KernD, ohne Betreiber, fokussiert Aufklärung: Technologie offen, begeisternd für Jugendliche. CO2-Freiheit erfordert Mix: Kernenergie als Grundlast-Partner zu Erneuerbaren (wie in Frankreich/Skandinavien) stabilisiert Netze durch Trägheit. Kosten? Variabel; Reaktivierung günstiger als Neubau, wettbewerbsfähig für Industrie (z. B. BASF: 40 TWh/Jahr). Vertrauen? Ängste durch Narrative; Aufklärung über Risiken und Fortschritte nötig – Gasrisiken und fehlende Langzeitspeicher machen Kernenergie attraktiv.

Generation 3+ (AP1000, EPR) setzt auf passive Sicherheit (Naturumlauf, kein Notstrom). Gen 4 zielt auf Abfallreduktion, höhere Temperaturen (Wasserstoff), Thorium-Betrieb – ergänzend zu Uran/Plutonium. SMRs (z. B. AP300) versprechen Serienfertigung wie Flugzeuge: Kürzere Dauern, geringeres Risiko, Harmonisierung. In 30 Jahren: Spaltung vorangetrieben, SMR-Serien, näher an Fusion – Erneuerbare in Nischen („Solar ist toll, aber die Nische ist der Tag“).

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Kernkraftwerke, Rückbau, Brennelemente, Generation 4, Small Modular Reactors

Prof. Dr. Andreas Bett

Prof. Dr. Andreas Walter Bett: Pionier der Solarforschung

Prof. Dr. Andreas Walter Bett, geboren am 25. April 1962 in Furtwangen, ist ein renommierter deutscher Physiker und Solarforscher. Als Leiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg und Professor für Solare Energie – Materialien und Technologien an der Albert-Ludwigs-Universität Freiburg hat er zahlreiche Auszeichnungen erhalten, darunter den 17. Europäischen Becquerel-Preis für herausragende Leistungen in der Photovoltaik, den EARTO-Innovationspreis für höchsteffiziente Konzentratorsolarsysteme und 2023 den Forschungspreis der Werner Siemens-Stiftung für das Projekt zur höchsteffizienten Erzeugung von Strom und Wasserstoff aus Solarenergie. Im Gespräch mit Prof. Dr. Eduard Heindl teilt er Einblicke in seine Karriere und die Entwicklungen am ISE, das 1981 gegründet wurde und heute rund 1400 Mitarbeiter beschäftigt. Bett, der aus dem Schwarzwald stammt, studierte Physik und Mathematik in Freiburg und fand über eine Diplomarbeit zu Halbleitermaterialien den Weg zur Solarenergie. "Ich habe mich dann entschieden zu promovieren und bin am Institut hängen geblieben", reflektiert er über seinen Einstieg, der von der Vision des Institutsgründers Prof. Goetzberger geprägt war, eine Energiewende voranzutreiben – inspiriert von der Ölkrise und Grenzen des Wachstums, nicht als Hype, sondern als Notwendigkeit.

Den vollständigen Vortrag finden Sie auf YouTube.

Geschichte und Mission des Fraunhofer ISE

Das ISE hat eine bewegte Geschichte: Von den Anfängen mit 60-70 Mitarbeitern in den 1980er Jahren bis zu kritischen Phasen in den 1990er Jahren mit Finanzierungsproblemen wuchs es zu einem Weltrekordhalter in der Photovoltaik. Bett betont die angewandte Forschung in Kooperation mit der Industrie, ergänzt durch wissenschaftliche Exzellenz und universitäre Anbindungen. Mit einem Budget von 150 Millionen Euro jährlich finanziert sich das Institut zu 10% aus Grundmitteln, der Rest aus Projekten und Industrieaufträgen (aktuell 25% direkt von der Industrie). Die Mission: Erneuerbare Energien weltweit vorantreiben, mit Fokus auf Systeme, nicht nur Zellen. Bett beschreibt Phasen von Aufschwung und Rückschlag, wie nach dem EEG in den 2000er Jahren, und hebt die intrinsische Motivation der Mitarbeiter hervor: "Die Leute kommen hierher, weil sie an einem Projekt mitarbeiten wollen, wo sie wirklich eine hohe intrinsische Motivation haben."

Solarzellentechnologien: Von Silizium zu Mehrfachzellen

Silizium dominiert den Markt wegen seiner Verfügbarkeit und Effizienz – das ISE spielte eine Schlüsselrolle bei der Steigerung des Wirkungsgrads auf fast das theoretische Limit von 29% (praktisch über 27%). "Wirkungsgrade sind ein extremer Hebel, weil die Gesamtkosten damit massiv sinken", erklärt Bett. Er kontrastiert dies mit III-V-Materialien wie Galliumarsenid, die für Weltraumanwendungen (z.B. Satelliten) höhere Effizienzen bieten und am ISE patentiert wurden. Der Weltrekord des ISE: 47,2% unter konzentriertem Licht mit einer Vierfach-Solarzelle. Konzentrierte PV reduziert Material um Faktor 1000 durch Optiken wie Brenngläser, eignet sich für sonnenreiche Gebiete, erfordert aber Nachführung und ist wolkenempfindlich. Bett diskutiert Tandemstrukturen mit Perowskiten auf Silizium für höhere Effizienzen und erwähnt Alternativen wie Kupfer statt Silber für Kontakte, um Kosten zu senken: "Silizium ist das zweithäufigste Element, da haben wir keine Limitierung – Silber kann man durch Kupfer ersetzen." Dünnschichttechnologien wie amorphes Silizium sind gescheitert, während CIGS oder CdTe Nischen besetzen.

Speicher und Sektorenkopplung: Batterien und Wasserstoff

Für die Integration fluktuierender Energien sind Speicher essenziell. Bett hebt Batterien für Kurzzeitspeicherung hervor, deren Kosten dank China gesunken sind; das ISE forscht an Lithium-Ionen, Natrium- und Zink-Ionen-Batterien. Für Langzeitspeicher und Dunkelflauten favorisiert er Wasserstoff: "Wir brauchen Wasserstoff als Ausgangsstoff für synthetische Kraftstoffe und Polymere – die molekulare Wende." Er sieht Synergien in der Industrie, wo Wasserstoff bereits gehandhabt wird, und diskutiert Träger wie Methanol oder Dimethylether. In Deutschland prognostiziert er einen Strombedarf von ca. 1000 Terawattstunden bis 2045 durch Elektrifizierung (Mobilität, Wärme), deckbar durch PV, Wind und Importe. "Die Primärenergie sinkt, weil Methoden effizienter sind", betont er. Agri-PV und Dachnutzung lösen Flächenprobleme, ohne Landwirtschaft zu beeinträchtigen.

Globale Perspektiven und Zukunft der Energiewende

Weltweit sieht Bett PV als dominant: Bis 2060 könnten 70 Terawatt installiert sein, mit jährlich 3-4 Terawatt Neuinstallationen, um CO2-neutral zu werden. China führt, doch USA und Indien bauen Produktion auf; Europa sollte Resilienz sichern, um Abhängigkeiten zu vermeiden. Importe aus sonnenreichen Ländern wie Namibia machen Sinn: "Solarenergie wird hier immer teurer sein als in Regionen mit 2 Cent pro kWh." Bett plädiert für Industriepolitik und Vorbildfunktion Deutschlands: "Wenn wir zeigen, dass es mit Erneuerbaren kostengünstig geht, folgen andere." Er warnt vor Monopolen und fordert Diversifikation.

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Solarenergie, Fraunhofer ISE, Wirkungsgrad, Wasserstoff, Energiewende

Prof. Dr. Sepp Hochreiter

Prof. Dr. Sepp Hochreiter – KI-Pionier und Erfinder des LSTM

Den vollständigen Vortrag finden Sie auf YouTube:

Prof. Dr. Sepp Hochreiter, geboren 1967 in Mühldorf am Inn, leitet an der Johannes Kepler Universität Linz das Institut für Machine Learning und das AI Lab. Seit Februar 2024 ist er Chief Scientist bei NXAI. In diesem Gespräch mit Prof. Dr. Eduard Heindl teilt er Einblicke in seine Pionierarbeit bei neuronalen Netzen, insbesondere der Entwicklung von LSTM (Long Short-Term Memory), und diskutiert aktuelle Fortschritte wie xLSTM sowie die Zukunft der KI. Das Gespräch beleuchtet den Übergang von akademischer Forschung zu industriellen Anwendungen und berührt Themen wie Energieeffizienz und gesellschaftliche Implikationen.

Der Einstieg in die KI und die Erfindung von LSTM

Hochreiter begann sein Informatikstudium an der TU München 1987, zu einer Zeit, als KI noch kein großes Thema war. Er fand klassische Informatikthemen wie Sortieralgorithmen langweilig und wandte sich neuronalen Netzen zu, betreut von Jürgen Schmidhuber. In seiner Diplomarbeit entwickelte er LSTM, um das Problem des "vanishing gradients" in rekurrenten Netzen zu lösen. Dies ermöglichte es, Informationen über längere Zeiträume zu speichern.

Ein illustratives Zitat von Hochreiter: "Ich habe ein neuronales Netz gebaut... und habe ich gesehen, der Gradient... je weiter das zurückgeht in die Zeit, umso kleiner wird der Gradient." Diese Erkenntnis führte zur Memory Cell, die Gradienten konstant hält und Netze für sequentielle Daten wie Sprache oder Zeitreihen geeignet macht. LSTM war bis 2017 in Geräten wie Smartphones für Spracherkennung integriert, bevor Transformer-Modelle übernahmen.

Vom LSTM zu Transformer und xLSTM

Der Übergang zu Transformern erfolgte 2017 mit dem Paper "Attention is All You Need". Transformer parallelisieren besser, was Skalierung ermöglicht, aber LSTM war Vorreiter, z.B. in ELMo, dem ersten Large Language Model. Hochreiter entwickelte xLSTM, um LSTM skalierbar zu machen: "Es geht genauso gut, aber es ist viel schneller... wir sind dann auf zehn mal schneller."

xLSTM kombiniert LSTM mit Attention, ist energieeffizienter und linear in der Komplexität, im Gegensatz zur quadratischen von Transformern. Es eignet sich für Zeitreihen-Foundation-Modelle, die Zeitreihen vorhersagen, ohne Neulernen. Hochreiter betont Vorteile wie State-Tracking: "Der Transformer hat kein Gedächtnis... das LSTM kann im Gedächtnis einfach speichern. Das System ist in dem Zustand."

Anwendungen in Industrie und Zeitreihenanalyse

LSTM und xLSTM finden Anwendung in Zeitreihen, z.B. Aktienkursen, Wettervorhersagen oder Maschinenwartung. Hochreiter: "Zeitreihen kommen in Industrie überall vor... da ist LSTM immer besser gewesen." Bei NXAI entstand ein Zeitreihen-Foundation-Modell mit 50 Millionen Zeitreihen, das Prognosen ohne Retraining liefert.

In der Hydrologie speichert xLSTM Systemzustände wie Wasserspeicherung in Schnee oder Boden. Ähnlich in Robotik: Es merkt Positionen, im Gegensatz zu Transformern, die alles neu berechnen. Dies macht KI energieeffizienter für Edge-Computing in Drohnen oder Maschinen.

KI-Winter, Deep Learning und Skalierung

Hochreiter reflektiert über KI-Phasen: Nach LSTM (1991) kam ein "KI-Winter", wo Support Vector Machines dominierten. Deep Learning startete 2006 mit Geoffrey Hinton, der den Nobelpreis erhielt. Skalierung ermöglichte Große Modelle mit Milliarden Parametern, aber Hochreiter warnt: "Die meisten der besten Lösungen für neuronale Netze sind unentdeckt... weil wir immer den Fehler verbessern müssen."

Er plädiert für Industrialisierung: KI muss kleiner, spezialisiert und effizient werden. Europa fehlt Infrastruktur, aber durch Innovation kann Anschluss gefunden werden. Mentale Unterschiede: In den USA gründet man Startups, in Europa strebt man Professuren an.

Zukunft: Kreativität, Bewusstsein und Ethik

KI fehlt Kreativität: "Es wurde jeder Kreativität beraubt, weil es hat genauso wie Beethoven sein müssen." Bewusstsein entsteht automatisch in komplexen Weltmodellen. Für Ethik: Mensch bleibt im "Fahrersitz", da KI keine Empathie hat. Gefahren: Manipulation in Medien oder Verantwortungsabgabe.

Hochreiter rät zu diversen Quellen gegen Filterblasen. Simulationen mit KI erkennen Makrostrukturen, z.B. in Physik oder Prozessen wie Weizenkorn-Interaktionen, und ermöglichen effiziente Modelle.

Abschluss und Ausblick

Das Gespräch endet mit Optimismus für Europas KI-Rolle durch Industrialisierung. Hochreiter betont Durchlässigkeit zwischen Uni und Industrie.

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Stichworte: LSTM, künstliche Intelligenz, Transformer, Zeitreihen, Bewusstsein

Prof. Dr. Simone Walker-Hertkorn

Gespräch mit Prof. Dr. Simone Walker Hertkorn

Prof. Dr. Simone Walker Hertkorn ist seit 1999 in der Geothermie aktiv und als Expertin hochgeschätzt. Ihr thematischer Schwerpunkt ist die Wärmepumpentechnik. Sie gilt als Koryphäe der Branche und hat mit ihrer Expertise viele Industriepartner bei komplexen Wärmepumpen-Projekten beratend begleitet. Als Mitglied der Geschäftsführung der tewag GmbH erkannte sie schon früh die Synergieeffekte von Solarenergie und Geothermie. Gemeinsam mit ihrem Team ermöglichte sie wegweisende, innovative Wärmeprojekte. Ihr Buch "Arbeitshilfen Geothermie: Grundlagen für oberflächennahe Erdwärmesondenbohrungen" (ISBN 9783895541674) dient als Standardwerk. Mehr zur tewag GmbH: https://www.tewag.de/unternehmen.html.

Das vollständige Gespräch mit Prof. Dr. Simone Walker Hertkorn auf YouTube.

Weg zur Geologie und Geothermie

Simone Walker Hertkorn, promovierte Geologin und Expertin für oberflächennahe Geothermie, erzählt von ihrer Faszination für Steine und Fossilien in der Kindheit. Durch Schulausflüge und das Studium in Tübingen vertiefte sie sich in Paläontologie und Geowissenschaften. Heute leitet sie Projekte zur Wärmegewinnung aus dem Boden und engagiert sich in Gremien wie dem VDI-Richtlinienausschuss. Sie hat die Patricius-Medaille erhalten und ist eine der wenigen Frauen in diesem Bereich. Ihr Fokus liegt auf praktischen Anwendungen der Geologie in der Energiewende, insbesondere bei Wärmepumpen und Erdwärme.

Funktionsweise von Wärmepumpen

Eine Wärmepumpe nutzt niedrige Temperaturen aus der Umwelt, um höherwertige Wärme zu erzeugen. Im Boden herrschen konstante Temperaturen ab etwa 10 Metern Tiefe, die durch Sonnenenergie gespeichert werden. Das System arbeitet mit einem Kältemittel, das bei niedrigen Temperaturen verdampft, komprimiert wird und Wärme abgibt. Elektrische Verdichter heben die Temperatur auf 50–70 Grad für Heizung und Warmwasser. Moderne Hochtemperatur-Wärmepumpen erreichen bis 120 Grad. Wärmepumpen können auch kühlen und Abwärme nutzen. In städtischen Gebieten wie Stuttgart oder Berlin sind Temperaturen höher durch urbane Wärmeinseln.

Erdwärmesonden: Installation und Nachhaltigkeit

Erdwärmesonden sind schmale Bohrungen (ca. 12 cm Durchmesser) bis 250 Meter Tiefe, in die Kunststoffrohre eingebaut werden. Ein Wasser-Glykol-Gemisch zirkuliert, angetrieben von einer Umwälzpumpe, und entnimmt Wärme. Die Planung berücksichtigt Regeneration des Bodens durch natürliche Prozesse oder Rückführung von Wärme im Sommer. In Deutschland gelten strenge Normen, z. B. die LQS in Baden-Württemberg, an deren Entwicklung Walker Hertkorn mitwirkte. Für größere Projekte wie Quartiere werden mehrere Sonden gebohrt, unter Berücksichtigung von Abständen und Grundwasserschutz. Grundwasser kann als Quelle genutzt werden, ist aber wartungsintensiv. Alternativen sind Flächenkollektoren, die horizontal verlegt werden und selbst gebaut werden können.

Kosten, Hindernisse und Wirtschaftlichkeit

Für ein Einfamilienhaus mit 120–130 Bohrmetern kosten Sonden ca. 15.000–16.000 Euro netto. Größere Projekte erfordern mehr Bohrungen und berücksichtigen Geologie und Schutzgebiete. Hindernisse: Wenige Bohrfirmen (ca. 300 in Deutschland), Fachkräftemangel und bürokratische Genehmigungen, die je Bundesland variieren. 25 % der Fläche in Baden-Württemberg sind Wasserschutzgebiete. Sonden halten Generationen (über 100 Jahre), überdauern mehrere Wärmepumpen und steigern den Grundstückswert. Luftwärmepumpen sind günstiger, aber weniger effizient. Preise steigen durch Marktdruck, doch langfristig sparen sie Energie.

Zukunftsperspektiven und Innovationen

Der Markt wächst stark, doch Strompreise müssen niedrig bleiben, um Wärmepumpen attraktiv zu halten. Walker Hertkorn plädiert für Ausbau von Kapazitäten und Ausbildung junger Fachkräfte. Innovationen umfassen kalte Nahwärmenetze, Integration von Solar und Abwärme sowie Eisspeicher. In Skandinavien und der Schweiz sind öffentliche Flächen nutzbar. CO2-Bilanz ist günstig durch geringe Dieselverbräuche bei Bohrungen. Fernwärme kann ergänzt werden, z. B. in Megawatt-Projekten. Walker Hertkorn betont Nachhaltigkeit und Synergien für die Energiewende.

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Wärmepumpe, Geothermie, Erdwärmesonden, Nachhaltigkeit, Energiewende

Bernward Janzing

Gespräch mit Bernward Janzing: Energiewende und Klimawandel

Das vollständige Gespräch mit Bernward Janzing auf YouTube:

In diesem Energiegespräch spricht Prof. Dr. Eduard Heindl mit Bernward Janzing, einem renommierten Energiejournalisten und Buchautor, über die Entwicklung der Energiewende, die Rolle erneuerbarer Energien und die Herausforderungen des Klimawandels. Janzing, der seit Jahrzehnten die Energiewende verfolgt, teilt seine Einblicke aus seiner Arbeit als Journalist und Autor von Standardwerken wie Solare Zeiten und Baden unter Strom. Das Gespräch beleuchtet die historischen Wurzeln der Energiewende, die Bedeutung von CO2-Reduktion und die Notwendigkeit eines ausgewogenen Marktansatzes für eine nachhaltige Energiepolitik.

Klimawandel und CO2: Ein komplexes Problem

Janzing betont, dass der Klimawandel ein ernsthaftes Problem ist, das jedoch nüchtern und differenziert betrachtet werden muss. Mit seinem Hintergrund in Geographie und Klimatologie erklärt er, dass die physikalischen Grundlagen der Erderwärmung durch CO2 unstrittig sind. Die Absorptionsbanden von CO2 führen zu einer Rückstrahlung der Wärme, was die globale Erwärmung antreibt. Er warnt jedoch vor Alarmismus und plädiert für eine sachliche Herangehensweise. Besonders komplex seien Kipppunkte im Klimasystem, wie das Schmelzen des arktischen Eises, die selbstverstärkende Effekte haben können. Dennoch sieht er die Prognosen der Klimaforschung, die bereits vor 30–40 Jahren erstellt wurden, als weitgehend bestätigt an.

Die Rolle Deutschlands in der Energiewende

Deutschland hat laut Janzing eine Vorreiterrolle in der Entwicklung erneuerbarer Energien, insbesondere der Photovoltaik, gespielt. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) war ein entscheidendes Instrument, um Technologien wie Solar- und Windenergie marktfähig zu machen. Durch feste Einspeisevergütungen wurde die industrielle Produktion von Solaranlagen angeschoben, was die Kosten drastisch senkte. Janzing kritisiert jedoch, dass Deutschland den Übergang zu einer CO2-Steuer versäumt hat, um den Markt nachhaltig zu steuern. Stattdessen setzt das Land weiterhin auf regulatorische Maßnahmen, was langfristig ineffizient sein könnte.

Historische Wurzeln der Energiewende

Die Energiewende in Deutschland hat ihre Wurzeln in der Anti-Atomkraft-Bewegung der 1970er Jahre, insbesondere in der Region Freiburg und am Kaiserstuhl. Janzing beschreibt, wie Bürgerinitiativen gegen Atomkraftwerke nicht nur Widerstand leisteten, sondern auch kreative Alternativen wie Solarthermie und Photovoltaik entwickelten. Das Öko-Institut, gegründet aus dieser Bewegung, spielte eine Schlüsselrolle bei der Schaffung von Kompetenzen für erneuerbare Energien. Diese kreative Phase führte zur Gründung von Firmen und zur Entwicklung von Technologien wie Windkraft, die ihren Ursprung in Baden-Württemberg hat.

Herausforderungen der Speicherung und Marktmechanismen

Ein zentrales Thema des Gesprächs ist die Speicherung von Energie und die Anpassung des Strommarkts. Janzing hebt hervor, dass die zunehmende Produktion von Solar- und Windenergie zu Überschüssen führt, die durch Speichertechnologien wie Wasserstoff oder Pumpspeicherkraftwerke aufgefangen werden müssen. Er kritisiert die ineffiziente Nutzung von Überschussstrom, etwa durch Elektrolyseure in Regionen mit Stromknappheit wie Baden-Württemberg. Ein flexiblerer Strommarkt mit regional unterschiedlichen Preisen und einem höheren CO2-Preis könnte diese Probleme lösen und die Energiewende effizienter gestalten.

Die Rolle der Medien und Verantwortung des Journalismus

Als Journalist betont Janzing die Verantwortung, sachlich und fundiert über Energiefragen zu berichten. Er hat in verschiedenen Medienhäusern wie der taz, der Financial Times Deutschland und dem Spiegel gearbeitet und nutzt unterschiedliche Plattformen, um ein breites Publikum zu erreichen. Sein Ziel ist es, komplexe Themen verständlich zu machen und langfristige Zusammenhänge aufzuzeigen. Dies spiegelt sich auch in seinen Büchern wider, die die Geschichte der Elektrifizierung und der erneuerbaren Energien dokumentieren.

Ausblick: Marktsteuerung statt politischer Vorgaben

Janzing plädiert für eine stärkere Marktsteuerung durch einen CO2-Preis, anstatt Technologien politisch vorzuschreiben. Er sieht die Gefahr, dass zu starke staatliche Eingriffe Innovationen behindern könnten. Die Elektrifizierung von Bereichen wie Mobilität und Wärme sei wichtig, doch müsse sie flexibel bleiben, um neue Technologien nicht auszuschließen. Ein ausgewogenes Zusammenspiel von Marktmechanismen und staatlicher Regulierung sei der Schlüssel für eine erfolgreiche Energiewende.

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Stichworte: Energiewende, Klimawandel, CO2-Reduktion, Photovoltaik, Marktmechanismen

Prof. Dr. Eike Weber

Gespräch mit Prof. Dr. Eike Weber

Das vollständige Gespräch mit Prof. Dr. Eike Weber auf YouTube:

Einführung und Hintergrund

Im Energiegespräch mit Prof. Dr. Eduard Heindl spricht Prof. Dr. Eike Weber, eine Koryphäe in der Siliziumforschung und ehemaliger Leiter des Fraunhofer-Instituts für Solare Energiesysteme (ISE) in Freiburg, über die Bedeutung von Silizium in der Photovoltaik und Mikroelektronik. Weber, der 23 Jahre an der University of California, Berkeley, forschte und von 2006 bis 2016 das ISE leitete, teilt seine Einblicke in die Entwicklung der Solartechnologie und die Herausforderungen der Energiewende. Das Gespräch beleuchtet die einzigartigen Eigenschaften von Silizium, die Kostenentwicklung der Solarenergie und die Zukunft der Energiespeicherung.

Silizium: Das Wundermaterial

Silizium ist das Rückgrat der Photovoltaik und Mikroelektronik, da es ein Halbleiter mit idealen elektronischen Eigenschaften ist. Weber erklärt, dass Silizium durch Licht Ladungsträger erzeugt, die zur Stromproduktion genutzt werden können. Im Vergleich zu anderen Materialien wie Cadmiumtellurid oder Galliumarsenid hat sich Silizium aufgrund seiner Stabilität, Häufigkeit und Kosteneffizienz durchgesetzt. Trotz eines theoretischen Wirkungsgradlimits von etwa 30 %, vergleichbar mit Verbrennungsmotoren, bleibt Silizium die beste Wahl für kostengünstige Solarstromproduktion auf der Erde. Tandemstrukturen, die verschiedene Halbleitermaterialien kombinieren, erreichen zwar höhere Effizienzen (bis zu 47,6 %), sind jedoch vor allem für Weltraumanwendungen relevant.

Kostenentwicklung der Photovoltaik

Die Kosten für Solarstrom sind in den letzten Jahrzehnten drastisch gesunken. Weber erinnert an die Zeit um 2000, als Solarstrom noch 50 Cent pro Kilowattstunde kostete, während der Haushaltsstrompreis unter 20 Cent lag. Heute ist in sonnenreichen Regionen ein Preis von einem Cent pro Kilowattstunde möglich, was Solarenergie zur günstigsten Stromquelle macht. Diese Entwicklung wurde maßgeblich durch China vorangetrieben, das mit Kreditgarantien in Höhe von 50 Milliarden Dollar die Solarindustrie aufbaute. In Europa fehlte hingegen die Unterstützung für eine eigene Produktion, was dazu führte, dass viele Maschinen aus Deutschland nach China exportiert wurden.

Herausforderungen und Innovationen

Ein Problem der Silizium-Photovoltaik ist der hohe Materialverlust beim Sägen von Wafern. Weber hebt die innovative Technologie der Firma NexWafe hervor, die Dünnschicht-Wafer auf porösen Siliziumträgern abscheidet, wodurch der Materialverbrauch halbiert wird. Diese Methode könnte die Produktionskosten weiter senken und die Abhängigkeit von Polysilizium reduzieren. Zudem wird die Kontaktierung mit Silber minimiert, um Kosten zu sparen, während Kupfer durch Diffusionsbarrieren kontrolliert wird, um Verunreinigungen zu verhindern. Bifaziale Module, die Licht von beiden Seiten nutzen, erhöhen die Effizienz zusätzlich.

Wasserstoff und Energiespeicherung

Weber betont, dass die Speicherung von überschüssigem Solarstrom ein Schlüssel zur Energiewende ist. Wasserstoffproduktion durch Elektrolyse ist eine bewährte Technologie, die jedoch noch kostengünstiger werden muss. Er schlägt vor, kleinere Elektrolyseure mit Batteriespeichern zu kombinieren, um Schwankungen der Solarenergie auszugleichen. Second-Life-Batterien aus Elektroautos könnten zudem kostengünstige Speicherlösungen bieten. In Deutschland könnten überschüssige 5–6 Terawattstunden Strom jährlich in Wasserstoff umgewandelt werden, anstatt abgeschaltet zu werden, was ein ökonomisches Modell mit Wasserstoffpreisen von etwa 5 Euro pro Kilogramm ermöglicht.

Zukunft der Energiewende

Weber sieht die Kombination von Sonne und Wind als Vorteil für Deutschland, da sie die Einspeisung erneuerbarer Energien auf bis zu 4000 Stunden pro Jahr erhöht. Dezentraler Ausbau, etwa auf Hausdächern, und große PV-Anlagen für die Industrie ergänzen sich. Er kritisiert die frühere Bremsung des PV-Ausbaus durch politische Entscheidungen, etwa unter Minister Altmaier, und plädiert für eine stärkere heimische Solarindustrie, um Abhängigkeiten zu vermeiden. Kernenergie hält er für riskant und ungeeignet, während die Fusionstechnologie trotz spannender Forschung keine kostengünstige Lösung für die Stromerzeugung bieten wird.

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Wichtige Stichworte: Silizium, Photovoltaik, Energiewende, Wasserstoff, Kostenentwicklung

Vince Ebert

Gespräch mit Vince Ebert: Physik, Kabarett und die Rolle der Wissenschaft

Das vollständige Gespräch mit Vince Ebert auf YouTube:

In diesem Energiegespräch spricht Prof. Dr. Eduard Heindl mit Vince Ebert, einem Physiker und Kabarettisten, der mit seinem Buch Lichtblick statt Blackout auf der Spiegel-Bestsellerliste landete. Ebert verbindet wissenschaftliche Expertise mit humorvoller Kommunikation, um komplexe Themen wie Energie, Fortschritt und gesellschaftliche Herausforderungen einem breiten Publikum näherzubringen. Das Gespräch beleuchtet seine Karriere, die Bedeutung der Wissenschaft und die Herausforderungen der Technologieakzeptanz in Deutschland.

Vom Physiker zum Kabarettisten

Vince Ebert studierte Physik und arbeitete zunächst in der Festkörperphysik, fand jedoch in der Forschung keine Erfüllung. Nach einigen Jahren in der Unternehmensberatung, die er als unbefriedigend empfand, ermutigte ihn seine damalige Freundin, seine Fähigkeit, komplexe Themen humorvoll zu erklären, auf der Bühne einzusetzen. So begann seine Karriere als Kabarettist, in der er Wissenschaft emotionalisiert und verständlich macht. Sein Ziel ist es, die Faszination für physikalische Zusammenhänge zu wecken, ohne trockene Formeln zu präsentieren.

Wissenschaft als Schlüssel zur Weltverbesserung

Ebert betont die Bedeutung der wissenschaftlichen Methode, die erst vor etwa 300 Jahren mit Experimenten und Falsifizierbarkeit etabliert wurde. Diese Herangehensweise ermöglicht es, die Welt zu verstehen und Technologien zu entwickeln, die das Leben verbessern. Er sieht Wissenschaft als Werkzeug, um Fortschritt zu gestalten, sei es durch längere Lebensdauer, bessere Ernährung oder Unterhaltung. Doch er kritisiert, dass viele den Nutzen der Wissenschaft nur in Krisensituationen wie bei medizinischen Notfällen schätzen, während sie sonst romantischen Vorstellungen von Naturverbundenheit nachhängen.

Deutsche Romantik und Technologie-Skepsis

In Deutschland prägt eine romantische Weltsicht die Einstellung zu Technologie, die oft als unnatürlich wahrgenommen wird. Ebert verweist auf die Vorstellung, dass Natur beseelt sei, wie etwa in Peter Wohllebens Buch über das „geheime Leben der Bäume“. Diese Romantik führt zu einer Skepsis gegenüber Technologien wie Kernenergie oder Gentechnik. Gleichzeitig beobachtet er eine paradoxe Haltung: Während Technologie im Alltag genutzt wird, träumen viele von einer vermeintlich harmonischeren Vergangenheit. Diese Ambivalenz erschwert es, Jugendliche für Ingenieurwissenschaften zu begeistern.

Kernenergie: Fakten versus Emotionen

Ein zentrales Thema des Gesprächs ist die Kernenergie, die in Deutschland stark kontrovers diskutiert wird. Ebert hebt hervor, dass die Risiken der Kernenergie im Vergleich zu anderen Energieträgern wie Kohle oder Öl wissenschaftlich gesehen minimal sind. So verursacht Kernenergie kaum Todesfälle, und selbst das Problem des Atommülls wird übertrieben wahrgenommen – etwa im Vergleich zu Millionen Tonnen hochgiftiger Chemieabfälle. Dennoch dominiert in Deutschland eine emotional geprägte Ablehnung, die durch eine starke Anti-Atomkraftbewegung verstärkt wird. Ebert plädiert für eine faktenbasierte Diskussion und kritisiert die moralische Bewertung von Energieformen.

Herausforderungen der Energiewende

Ebert sieht in der deutschen Energiewende ein planwirtschaftliches Konstrukt, das Innovationen durch Vorgaben hemmt. Anstatt ergebnisoffene Rahmenbedingungen zu schaffen, setzt die Politik auf bestimmte Technologien wie Wind- und Solarenergie, während andere wie Kernenergie ausgeklammert werden. Dies führt zu hohen Strompreisen und ineffizienten Lösungen, etwa wenn Kohlekraftwerke bei Windstille weiterlaufen. Er fordert eine Gesamtökobilanz, die alle Faktoren wie Materialverbrauch oder CO₂-Emissionen berücksichtigt, und kritisiert die einseitige Fokussierung auf einzelne Parameter.

Wissenschaftskommunikation und gesellschaftlicher Wandel

Ebert betont die Notwendigkeit, Wissenschaft nicht nur rational, sondern auch emotional zu vermitteln. Seine Auftritte zielen darauf ab, Vorurteile über die „kalte“ Wissenschaft zu entkräften und ihre Ästhetik und Euphorie zu zeigen. Gleichzeitig warnt er vor einer Vermischung von Wissenschaft und politischer Agenda in den Medien, die die Neutralität untergräbt. Er plädiert für eine aufgeklärte Gesellschaft, die Technologien wie KI oder Gentechnik nicht aus Angst ablehnt, sondern ihre Chancen nutzt. Humor sei dabei ein Schlüssel, um komplexe Themen zugänglich zu machen.

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Stichworte: Wissenschaftskommunikation, Kernenergie, Technologie-Skepsis, Energiewende, Romantik