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Das Buch Energiewende 2.0 zeigt einen lösungsorientierten Ansatz zur Bewältigung des Klimawandels. In den einzelnen Kapiteln untersucht der Autor den technologischen Status unterschiedlicher Arten erneuerbarer Energien, indem er jede Technologie einzeln betrachtet, von Solarenergie über Windkraft bis hin zu innovativen Ansätzen wie Wellen- und Gezeitenenergie. Dabei werden nicht nur das technische Potenzial und die technologische Reife erläutert, sondern auch die wirtschaftlichen, politischen und sozialen Aspekte, die den Erfolg oder Misserfolg dieser Technologien beeinflussen könnten.

 

Um radikale Innovationen aus dem Labor auf den globalen Energiemarkt zu bringen, braucht es ein unterstützendes Ökosystem: Innovation muss mit der entsprechenden technologischen Entwicklung, der Bereitschaft des Marktes, disruptive Technologien zu übernehmen, den lokalen Kapazitäten zur Umsetzung neuer Energieprojekte, einer Energiepolitik mit Klimazielen sowie ausreichendem und adäquaten Investitionskapital einhergehen. Technologieentwickler, Start-ups sowie etablierte Unternehmen müssen flexibel, anpassungsfähig und offen für neue Ideen sein sowie sich auf neue Technologien, Geschäftsmodelle und Strategien einlassen.

 

Mit einem Blick in die Zukunft erkundet der Autor mögliche Wege, wie wir die nächste Generation von Energielösungen effektiv einsetzen und gestalten können, um wirtschaftliche Vorteile zu erzielen und gleichzeitig eine lebenswerte und nachhaltigere Welt für alle zu schaffen.

(Verlagstext)

 

Aus dem Inhalt:

1 Einführung: Wohlstand, Wachstum und der Klimawandel 1 / Die ökonomischen Folgen des Klimawandels 1 / Wirtschaftliche Umwälzungen durch Skaleneffekte und Lernkurven 4 / Warum erleben nicht alle Technologien oder Branchen beeindruckende Fortschritte durch Lernkurven? 7 / Die Rolle staatlicher und privater Institutionen in der Entwicklung von Technologien 8 / Literatur 11 // 2 Von der Hunderte Millionen Jahre alten CO2-Speicherung zum menschengemachten Klimawandel 13 / Seit wann wissen wir vom menschengemachten Klimawandel? 14 / Der Treibhauseffekt ist ein natürliches Phänomen, aber sein Ausmaß ist menschengemacht 15 / Woher haben fossile Brennstoffe ihren Namen? 22 / Fossile Energien sind zu günstig und werden preiswerter statt teurer 25 / Neue Märkte braucht das Land 30 / Literatur 34 // 3 Geothermische Energie: der schlafende Riese unter den erneuerbaren Energien 37 / Erneuerbare Energie aus dem Inneren des Planeten 38 / Was ist Geothermie? 39 / Vorteile der Geothermie für Investoren, Verbraucher und die Umwelt 40 / Standorte weltweit und in Deutschland 41 / Risiken der geothermischen Energie und Wege zu ihrer Überwindung 42 / Der Unfall von Staufen im Breisgau 43 / Das Erdbeben in Pohang 44 / Das wirtschaftliche Potenzial der geothermischen Energie 47 / Die Wertschöpfungskette der geothermischen Industrie 49 / Geothermie als Energiespeichermöglichkeit 54 / Kombination von Geothermie mit Wärmepumpen 54 / Digitale Technologien 55 / Synergien zwischen Regierung, Wirtschaft und Wissenschaft: Der Schlüssel zur kosteneffizienten und globalen Geothermie-Nutzung 56 / Exponentielles Wachstum in der Geothermie? 58 / Potenziale für Geschäftsentwicklung und Innovation 60 / Methoden der Standortsuche 60 / Innovationen bei Bohrtechnologien 61 / Betrieb der Anlagen 63 / Verbesserte Nutzung der Geothermie 65 / Die Zukunft der Geothermie 66 / Wann ist der richtige Zeitpunkt für den Einstieg privater Investoren? 67 / Ausblick: Bringt das Jahr 2050 autonome Bohrroboter, Energiegewinnung im Einklang mit der Natur und eine Versorgung abgelegener Regionen? 68 / Literatur 69 // 4 Biomasse, Biokraftstoffe und Biogas 73 / Biomasse: die älteste Energiequelle der Menschheit 74 / Holznutzung zur Bekämpfung des Klimawandels 75 / Energie aus Mais, Raps und anderen Feldfrüchten 76 / Energie aus Abfällen 77 / Energie aus dem Meer 79 / Konversion von Biomasse 82 / Biomasse in Verbindung mit Kohlenstoffabscheidung und Speicherung 85 / Wirtschaftliches Potenzial durch technologische Innovationen 85 / Ausblick: Rural Renaissance: Biomasse als Grundlage einer nachhaltigen Zukunft für alle 89 / Literatur 90 // 5 Die drei Säulen der Sonnenenergie: Photovoltaik, Photothermie und Concentrated Solar Power 93 / Arten von Solarenergie 94 / Die Entwicklung der PV: Von teuer zu billig 94 / Globale Unterschiede der Effizienz der Photovoltaik 96 / Hochleistungs-Solarmodule für die gewerbliche Anwendung 101 / Überwachungssysteme 105 / Wirtschaftliches Potenzial durch technologische Innovationen 106 / Agri-PV 109 / PV in der modernen Architektur 111 / Floating PV auf dem Wasser 113 / Maximum Power Point Tracking (MPPT) 116 / Verunreinigung von Solarmodulen 117 / Trackinglösungen 119 / Photovoltaisch-thermische (PVT) Systeme 120 / Recycling 121 / Photothermie 122 / Concentrated Solar Power (CSP) 124 / Geschäftsmodelle für Start-ups, Investoren und Konzerne 128 / Ausblick: Die Kraft der Sonne - Mobilisierung des Potenzials der PV in Wüstengebieten 130 / Literatur 131 // 6 Windenergie 137 / Die am schnellsten wachsende erneuerbare Energiequelle an Land und auf See 138 / GROWIAN-ein verkanntes Pionierprojekt mit großer Wirkung 139 / Windenergie an Land und auf See, im äußersten Süden und in Wüsten 140 / Technologietrends 145 / Welche Länder und Unternehmen führen bei der Windenergie? 147 / Wirtschaftliches Potenzial durch technologische Innovationen 149 / Geschäftsmodelle für Start-ups, Investoren und Konzerne 152 / Potenzielle zukünftige Geschäftsmodelle 154 / Ausblick: Die Umgestaltung der Meere: Eine Welt der nachhaltigen Energie- und Nahrungsmittelproduktion 154 / Literatur 156 // 7 Wasserkraft und Meeresenergie 159 / Wasserkraft: eine Energiequelle mit Geschichte 160 / Speicherkraftwerke, Pumpspeicher, Laufwasserkraftwerke und Mehrzweckstaudämme 161 / Perspektive der Wasserkraft in einer Welt zunehmender intermittierender Energien 163 / Finanzielle Anreize für Pumpspeicherkraftwerke 165 / Wirtschaftliches Potenzial der Wasserkraft durch technologische Innovationen 165 / Ausblick: Eine durch Wasserkraft und nachhaltige Wassersysteme geeinte Welt 169 / Die Kraft des Meeres als Strom- und Antriebsquelle 171 / Wasserturbinen 174 / Flutanlagen 176 / Wellenkraftwerke 176 / OTEC-Systeme 177 / Herausforderungen der Meeresenergie 178 / Evolution vom kleinskaligem Energy Harvesting zu großflächigen Meeresenergieanlagen 180 / Ansätze zur technologischen Weiterentwicklung 181 / Wirtschaftliche Chancen der Meeresenergie für Start-ups, Investoren und Großunternehmen 182 / Ausblick: Meeresenergie - die unsichtbare erneuerbare Energie für den Erhalt wertvoller Küstenlandschaften und historischer Stadtbilder 183 / Literatur 185 // 8 Regelkraftwerke und netzgekoppelte Speicherung 189 / Speicherung und Verwandlung von elektrischer Energie 190 / Kosteneflizienz und wirtschaftlicher Betrieb von Energiespeichersystemen 192 / Heutige Energiespeicher 194 / Mechanische Speicher 196 / Elektrochemische Speicher (Batterien) 200 / Redox-Flow-Batterien 201 / Fortgeschrittene Batteriemanagement- und Energiemanagementsysteme 205 / Elektrostatische und elektromagnetische Speicher 206 / Thermische Speicher 208 / Ansatzpunkte für eine technologische Weiterentwicklung 209 / Ausblick: Energiespeicherung und Steuerung transformieren das Energiesystem 210 / Literatur 212 // 9 Geographische Herausforderungen und Innovationen in der Energieübertragung 217 / Energieerzeugung und -transport: Ein Wandel von Nachbarschaft und Distanz 218 / Effizienter Energietransport durch Pipelines 222 / H2-Transport mit Eisenbahn und Schiffen 223 / Stromleitungen 225 / Frequenzstabilität im Stromnetz 230 / Ansätze zur technologischen Weiterentwicklung 234 / Chancen für Erfinder, Start-ups und Unternehmen 238 / Ausblick: Vision 2050 - Eine Revolution in der Stromübertragung 240 / Literatur 242 // 10 Sektorkopplung für Klimaneutralität 245 / Die Rolle der Sektorkopplung in der Energiewende 246 / Transformation der Warmeenergieversorgung in Haushalten und der Industrie 247 / Grundprinzipien der Wärmepumpentechnologie 248 / Großwärmepumpen in der Industrie 251 / Technische Innovation und Weiterentwicklung 252 / Wärmepumpen, intermittierende erneuerbare Energien und die Zukunft thermischer Energiespeicherung 254 / Innovationspotenzial und neue Geschäftschancen bei Wärmepumpen und Wärmespeichern 255 / H2 als Rohstoff ersetzt fossile Brennstoffe 257 / Bedeutung von H2 258 / Erzeugung von Grünem H2 259 / H2-Transport 261 / Umwandlung in Ammoniak 262 / Power to Gas und Power to Liquid 264 / Energieverluste bei der Verwendung von grünem H2 und synthetischen Kraftstoffen 266 / Dekarbonisierung des Verkehrssektors 267 / H2-Tanks 269 / Neue Verkehrskonzepte 270 / Dekarbonisierung der produzierenden Industrie 272 / Bauwirtschaft und Zementindustrie 274 / Stahlindustrie 275 / Chemieindustrie 276 / Chancen für Erfinder, Start-ups und große Unternehmen 278 / Ausblick: Die klimaneutrale Transformation im Verbund von Heizen, Verkehr und Industrie - eine Vision für das Jahr 2050 281 / Literatur 284 // 11 Abscheidung und Nutzung von CO2 und CH4 291 / Die Notwendigkeit der CO2-Abscheidung 292 / Natürliche Methoden zur CO2-Abscheidung 293 / Sümpfe und Feuchtgebiete als Kohlenstoffspeicher 294 / Aufforstung und CO2-senkende Plantagen 296 / Kohlenstoffspeicherung im Humus 299 / Mineralisierung von CO2 300 / Bioenergy with Carbon Capture and Storage (BECCS) 301 / Geschäftsmodelle des Carbon Farming 302 / Was können Wissenschaftler und Forscher zu Sümpfen, Mooren und Feuchtgebieten und dem Zuwachs an Humus in den Böden beitragen? 306 / Wie können Start-ups und Unternehmen von Aufforstung, Erhalt der Feuchtgebieten profitieren oder neue Sumpfgebiete und Moore schaffen? 307 / Carbon Capture and Storage als technischer Prozess 309 / CCS: Abscheidung von CO2 direkt an der Quelle 310 / Pyrolyse als Alternative zu CCS 311 / Perspektiven der Oxyfuel-CCS-Technologie 312 / Unterirdische Speicherung 313 / Ansätze zur Abscheidung oder Vermeidung von CH4 und N2O 315 / Direct Air Capture von Methan. Ist ein effizienter Ansatz möglich? 315 / Emissionsquellen von CH4 316 / Identifizierung von CH4-Emissionsquellen 318 / Verhinderung von CH4-Emissionen 320 / Methanotrophie 320 / CH4-Produktion in Feuchtgebieten und Mooren 322 / Unterschiede und Gemeinsamkeiten in der Vermeidung der Emission von CH4 und N2O 323 / Ausblick: Aus Ödland werden im Jahr 2050 blühende Feuchtgebiete, Sümpfe und Moore 324 / Literatur 326 // 12 Weiterentwicklung der Kernenergie - eine teure Investition, die alte Versäumnisse beseitigt 331 / Viele relevante Länder stufen Kernenergie als einen wichtigen Lösungsweg der Klimakrise ein 332 / Kernenergie: Ausnahme in der Welt des exponentiellen Wachstums klimaneutraler Energien 334 / Kernenergie, die Kraft, die in winzigen Atomkernen steckt 334 / Brutreaktoren 335 / Thorium als Kernbrennstoff 337 / Minor Actinides: radioaktive, toxische und langlebige Abfälle der Kernenergie 338 / Generationen der Kernkraftwerkstechnik 338 / MSR als Kernreaktoren der vierten Generation 342 / Bill Gates und die Kernenergie 343 / Endlagerung ist keine dauerhafte Lösung für kerntechnische Abfälle 344 / Reduzierung langlebiger Isotope in Brutreaktoren 345 / Spallationsquellen 346 / Wasserkühlung von Kernkraftwerken 348 / Ansätze zur technologischen Weiterentwicklung 350 / Ausblick: Eine sichere Zukunft ohne Endlager durch Umwandlung radioaktiver Abfälle 353 / Literatur 354