Seminarbericht

Die United Nations Climate Change Conference von Paris im Jahr 2015 nennt eine Begrenzung der Erderwärmung der Jahresmittelwerttemperaturen auf unter 2°C als Minimalziel, um schwerwiegende Änderungen des Erdklimas zu verhindern. Um dieses Ziel zu erreichen, muss die Emission klimaschädlicher Treibhausgase radikal reduziert werden. Politisch unabhängige Studien belegen, dass für Industrienationen wie Deutschland die erforderliche Reduktion von klimaschädlichen Gasen um 95% bis zum Jahr 2050 nur durch einen radikalen Transformationsprozess zur Realisierung einer nachhaltigen Strom- und Wärmewirtschaft, Mobilität und Industrieproduktion gelingen kann. Dies erfordert eine rasche Entwicklung ressourcenschonender Technologien, die deutlich vielfältiger als bisher eine Vielzahl thermo- und elektrochemischer Prozesse umfassen werden.

Ein wesentlicher Teil der thermochemischen Prozesse basiert auf Verbrennungstechnologien, die innerhalb weniger Jahre den CO2-Ausstoß durch unterschiedliche Ansätze, wie erneuerbare Brennstoffe oder Carbon Capture-Verfahren, drastisch reduzieren müssen. Die benötigten Innovationen erfordern ein hohes Maß an Verständnis der zugrunde liegenden gekoppelten physikalischen und chemischen Prozesse sowie geeignete mathematische Modellierungsansätze, um in numerischen Simulationen die Prozesse zunehmend prädiktiv auslegen zu können. Vor diesem Hintergrund diskutierten die Teilnehmer dieses Seminars vom 8. bis 12. März 2020 im Physikzentrum Bad Honnef Synthesewege nicht-fossiler Brennstoffe, die Speicherung erneuerbarer Energien in Form chemischer Energieträger, Carbon Capture-Methoden, einzelne Teilprozesse der thermochemischen Energiewandlung und deren wechselseitige Kopplungen, Methoden zur zuverlässigen Abgasreinigung, die mathematische Modellbildung der multiphysikalischen Prozesse in thermochemischen Energiekonvertern, deren numerische Simulation und experimentelle Validierung sowie die Synthese funktionaler Materialien auf Basis von Hochtemperaturprozessen.

Ein besonderes Highlight war die Panel-Diskussion zum Thema Transformation of the Energy System mit hochrangigen Vertretern von Verbänden, Industrie und Wissenschaft. Dabei wurden vielversprechende technologische Wege diskutiert, wie sich die Schlüsselsektoren Energie, Wärme, Mobilität und Industrie schrittweise klimaneutraler gestalten lassen. Die Ergebnisse der Diskussion und des Seminars werden in einem gemeinsamen Positionspapier zusammengefasst mit dem Ziel, eine breitere Öffentlichkeit objektiv über die Potentiale zu informieren, die sich aus CO2-neutralen und CO2-freien Verbrennungstechnologien für den Transformationsprozess ergeben.

Das Seminar wurde von den Teilnehmern sehr positiv bewertet. Einen wesentlichen Anteil an dem Erfolg hatten die inspirierende Atmosphäre und die vielfachen Möglichkeiten zum Dialog im Physikzentrum. Wir danken der WE-Heraeus-Stiftung für die großzügige Unterstützung und die professionelle Organisation.

Prof. Dr. Andreas Dreizler, TU Darmstadt
Prof. Dr. Heinz Pitsch, RWTH Aachen