Clean Circles

Eisen hat enormes Potenzial für die Speicherung und den Transport großer Mengen an erneuerbarer Energie. Dies wollen Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler der TU Darmstadt im Forschungsprojekt „Clean Circles“ unter Beweis stellen. Das Projekt wird im Rahmen der Förderlinie Clusterprojekte des Landes Hessen zur Vorbereitung auf die nächste Runde der Bund-Länder-Exzellenzstrategie bis 2025 mit 5,7 Millionen Euro gefördert.

Die TU Darmstadt will mit Partnern aus dem Karlsruher Institut für Technologie, der Hochschule Darmstadt, der Universität Mainz und dem DLR Institut für CO2-arme Industrieprozesse in einem neuen Forschungsansatz zeigen, wie der reichlich auf der Erde vorhandene Rohstoff Eisen und dessen Oxide in einem Kreislaufsystem als kohlenstofffreier chemischer Energieträger genutzt werden können, um den aus erneuerbaren Quellen wie Wind und Sonne erzeugten Strom zu speichern. „Der Forschungsverbund Clean Circles wird signifikant zu einer zukünftigen klimaneutralen Energie- und Kreislaufwirtschaft beitragen“, sind die Sprecher Prof. Hasse und Prof. Dreizler überzeugt.

Expertinnen und Experten aus ingenieur-, natur-, politik- und wirtschaftswissenschaftlichen Fachdisziplinen arbeiten gemeinsam an einer nachhaltigen Zukunftslösung für die Zeit, wenn die Atom- und Kohlekraftwerke in Deutschland abgeschaltet sein werden. Denn dann muss deren Leistung ersetzt und die Herausforderung bewältigt werden, Schwankungen bei der Einspeisung von heimischer Wind- und Sonnenenergie ins Stromnetz auszugleichen.

„Innovationen können sich in der Energiewende nur durchsetzen, wenn sie technisch machbar, finanzierbar, politisch durchsetzbar und gesellschaftlich akzeptiert sind. So ist es auch bei der in Clean Circles analysierten Speichertechnologie, bei der die Politikwissenschaft wieder einmal zusammen mit den Ingenieurs- und Naturwissenschaften an neuen Ideen zur Energietransformation arbeiten kann“, erklärt Prof. Knodt.

Das Forschungskonsortium unter der Leitung der TU Darmstadt verfolgt den Ansatz, thermische Kraftwerke, die bisher mit Kohle betrieben wurden, für den Betrieb mit Eisenstäuben umzurüsten. Eisen bietet aufgrund seiner hervorragenden physikalisch-chemischen Eigenschaften die Möglichkeit, einen Energie-Stoff-Kreislauf zu etablieren. Bei der Einspeicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen wird Eisenoxid reduziert; örtlich und zeitlich davon getrennt wird das Eisen unter Energiefreisetzung zur Stromerzeugung ohne jegliche CO2-Emissionen oxidiert und so die Ausspeicherung in Gang gesetzt.

Das Forschungsteam richtet mit dem innovativen „Eisenzyklus“-Ansatz auch den Blick auf wind- und sonnenreiche Standorte außerhalb Deutschlands: Regenerativ erzeugte elektrische Energie könnte dort kostengünstig produziert, in das Eisen eingespeichert, einfach nach Deutschland transportiert und somit in eine CO2-freie Kreislaufenergiewirtschaft eingebunden werden.