31.12.2019

Oxford-Professor Cameron Hepburn: Wasserstoff als Motor der Energiewende

Cameron Hepburn erforscht an der Universität von Oxford das Zusammenspiel aus Wirtschaft und Umwelt. Im Rahmen der TEDx Vienna sprach er mit dem brutkasten über die Bedeutung von Solarenergie, die Chancen von Wasserstoff und die Rolle, die Startups in der Zukunft der Energiewirtschaft spielen.
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© Gavin Gough / TEDxVienna

Du erforschst die Auswirkung wirtschaftlichen Handelns auf die Umwelt. Was ist die Kernaussage deiner Arbeit?

Cameron Hepburn: Die Kernaussage ist, dass wir Kapitalismus als Treiber eines positiven Wandels nutzen können. Wir müssen den Kapitalismus nicht beerdigen, um Probleme wie Klimawandel oder Artensterben in den Griff zu kriegen. Daraus ergibt sich die zweite Thematik: Wie nutzen wir die Kräfte des Kapitalismus, um diesen Wandel zu erreichen? Hier braucht es einen systemweiten Ansatz, denn Unternehmen können viel tun und tun jetzt auch schon viel – aber es hilft ihnen, wenn sie Unterstützung aus der Politik kriegen. Die Regierung kann wiederum nur unterstützen, wenn sie von den Wählern den Auftrag dazu kriegt.

Welche Voraussetzungen müssen Regierungen daher schaffen?

Wir sind schon recht gut im Bereich der Erneuerbaren Energien. Die Kosten für Solarenergie sind gesunken, wodurch mehr davon eingesetzt wird. Das Gleiche gilt für Windkraft. Das wurde auch durch politische Maßnahmen ermöglicht, etwa durch Anbindung dieser Lösungen an das Stromnetz. Der nächste Schritt sind nun entsprechende Speichermöglichkeiten, um das System auszubalancieren. Neben Batterien für das kurzfristige Speichern von Strom geht es dabei auch um die langfristige Speicherung. So wie fossile Treibstoffe eine langfristige Speicherung von Energie sind, so brauchen wir saubere Speichermöglichkeiten für Strom aus Sonne und Wind.

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Welche Rolle spielt Wasserstoff in diesem Kontext?

Wasserstoff spielt hier eine wichtige Rolle als eine Art Plattform-Chemikalie. Es wird durch die Elektrolyse von Wasser produziert, indem es auf Wasserstoff und Sauerstoff aufgeteilt wird. Dazu braucht man Strom, welcher bisher leider zu teuer war. Allerdings sinkt der Preis für Solarenergie – und Elektrolyse könnte hier als Technologie zur Speicherung verwendet werden. Auch hier sind die Erwartungen, dass die Kosten für Elektrolyse in den kommenden fünf bis zehn Jahren stark fallen könnten. Somit wäre das Problem der Speicherung gelöst.

© Gavin Gough / TEDxVienna

Welche Faktoren sind entscheidend dafür, dass die Kosten sinken?

Das Schöne an den sinkenden Strompreisen aus Solarenergie ist, dass wir bloß das weiter tun müssen, was wir gerad tun. Die Preise sinken derzeit zehn Prozent pro Jahr – während die Kosten für Energie aus Kohle mehr oder weniger gleich bleiben.

Warum?

Weil wir bisher nicht sonderlich schlau in unserer Energiepolitik waren: Wir haben braunes und schwarzes Zeug aus der Erde ausgegraben und es dann verbrannt – während wir zugleich von gewaltigen Mengen an Energie umgeben sind, die von der Sonne kommt. Bisher haben wir diese Energie einfach nicht ausreichend genutzt. Nun gibt es immer mehr Ideen und Innovation auf diesem Bereich: Zum Beispiel, Energie mit beiden Seiten des Solarpanels einzufangen oder das Spektrum des eingefangenen Lichts zu erweitern. Auf dem Feld der chemischen Speicherung wurde wiederum verstanden, dass man die Photonen aus der Sonne in speicherbare Moleküle verwandelt und somit ein gänzlich nachhaltiges System schafft. Wasserstoff ist dabei eine Schlüsseltechnologie.

Es gab einst Pläne, im Rahmen des Desertec-Programms Solarenergie von Afrika nach Europa zu bringen. Das ist gescheitert. Siehst du Chancen, dass diese Pläne angesichts der aktuellen Entwicklung wieder aufgewärmt werden?

Nicht der gleiche Vorschlag, aber ein ähnliches Konzept. Denn eines der größten Risiken an Desertec war die Politik, und politische Risiken verschwinden nicht einfach. Länder wollen nicht von anderen Ländern abhängig sein, wenn es um solch wichtige Dinge wie die Energieversorgung geht. Es wird also weiterhin Vorsicht herrschen, wenn es um interkontinentale Stromnetze geht. Mehr Enthusiasmus gibt es aber, wenn man sich zum Beispiel den Flüssigerdgas-Markt (LNG) ansieht: Das ist ein freier, internationaler Markt, bei dem der Rohstoff über Tanker weltweit transportiert wird. Wenn es an einem Ort eine Krise gibt, fahren die Tanker dort nicht hin. Das ist also ein Markt, der funktioniert. Ähnlich könnte es mit Wasserstoff funktionieren: Das wäre ein Markt, der nicht von einem bestimmten Stromnetz oder einem bestimmten Staat abhängig ist. Solch ein verteilter, flexibler Markt könnte die Richtung sein, in die wir uns bewegen.

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Welche Rolle können Startups in diesem gewaltigen Ökosystem spielen?

Der Markt ist riesig und wird derzeit komplett von einem fossilen zu einem sauberen System rekonfiguriert. Wenn solch ein gewaltiger Sektor disrupted wird, gibt es so viele Chancen für Innovatoren, dass wir stundenlang über verschiedene Business Cases reden könnten. Zum Beispiel gibt es Möglichkeiten im Bereich der Digitalisierung des Energiemarkts – denn wenn man den Verbrauch des Stroms steuern kann, ist das sehr nützlich für das Stromnetz. Ein Kühlschrank könnte zum Beispiel stärker kühlen, wenn die Preise niedrig sind und sich ausschalten, wenn es einen Peak in der Nachfrage gibt.

Es gibt hervorragende Wissenschaftler in Europa.

Haben Europas Startups auch die nötige Expertise, um hier mitmischen zu können?

Ja, haben wir. Es gibt hervorragende Wissenschaftler in Europa. Wenn es ein Problem gibt, dann ist es die Lücke zwischen der brillanten Wissenschaft und der kommerziellen Anwendung. Wir sind gut in der Forschung und gut bei der Gründung von Startups mit wissenschaftlichem Hintergrund. Aber wir sind weniger gut beim Skalieren dieser Modelle. Daher wandern solche Unternehmen in die USA oder nach China aus, oder sie werden von größeren Unternehmen gekauft.

Die Nachfrage nach solchen Startup-Lösungen ist im Markt aber vorhanden?

Ja, die Menschen wollen eine Veränderung sehen. Und zugleich wollen die meisten Menschen nicht die ganze Zeit über Energie nachdenken – sie wollen nicht händisch die Waschmaschine einschalten, nur weil gerade der Strompreis niedrig ist. Dadurch gibt es Potenzial im Bereich von AI und Machine Learning, so dass Menschen ihre Vorlieben mitteilen und die Maschine anschließend die Entscheidungen für sie trifft.

Video: Cameron Hepburn auf der TEDx Vienna


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Diskrete Messung beim Trinken

TremoCup ist ein kompaktes Sensormodul, das auf die Unterseite einer handelsüblichen Tasse montiert wird. Während der Nutzung misst das System die Bewegungen im Alltag. Ein integrierter Bandpassfilter lässt dabei nur Frequenzen zwischen 4 und 12 Hertz durch, um gezielt den Tremor zu erfassen und andere Alltagsbewegungen verlässlich auszublenden. „So ähnlich wie bei Noise-cancelling“, zieht Alice den technischen Vergleich.

Die Daten werden per Bluetooth an eine selbst entwickelte Smartphone-App übermittelt, die Verlaufsgrafiken anzeigt und PDF-Berichte für das Arztgespräch generiert. Aus Datenschutzgründen verbleiben alle Daten lokal und symmetrisch verschlüsselt auf dem Endgerät. In einer bereits durchgeführten Befragung von 20 Pflegeheimbewohnerinnen gaben 75 Prozent an, dass ihnen dieser lokale Datenschutz besonders wichtig sei.

Vom Freizeitprojekt auf die internationale Bühne

Die Entwicklung des Systems begann als Freizeitprojekt neben dem Unterricht an der HTBLVA Spengergasse, die in der Vergangenheit schon mehrmals beeindruckende Schüler:innen-Projekte hervorgebracht hat. „Wenn ich lange gesessen bin und es am Ende nach dem Testen funktioniert, das war der größte Erfolg für mich“, so Hristov über die intensive Entwicklungsphase.

Der Aufwand hat sich ausgezahlt: Beim diesjährigen Bundeswettbewerb Jugend Innovativ holte TremoCup den 1. Preis in der Kategorie „ICT & Digital“, der mit 2.500 Euro dotiert ist. Das Preisgeld soll direkt in das Projekt zurückfließen: „Das wird wieder reinvestiert in TremoCup. Patente sind nicht billig, falls ich ein Patent bekomme.“

Regulatorische Prüfung und Markteintritt

Als nächste Schritte sind eine klinische Validierung in neurologischen Praxen sowie Förderanträge bei AWS und FFG geplant. Zudem steht die finale regulatorische Einordnung an. Aktuell wird das System vorläufig als Klasse-I-Medizinprodukt eingestuft.

Der angedachte Verkaufspreis soll zwischen 80 und 150 Euro pro Einheit liegen. Im September 2026 wird Hristov ihr Projekt zudem beim 37. European Union Contest for Young Scientists (EUCYS) in Kiel präsentieren.

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Oxford-Professor Cameron Hepburn: Wasserstoff als Motor der Energiewende

Cameron Hepburn: Die Kernaussage ist, dass wir Kapitalismus als Treiber eines positiven Wandels nutzen können. Wir müssen den Kapitalismus nicht beerdigen, um Probleme wie Klimawandel oder Artensterben in den Griff zu kriegen. Wir sind schon recht gut im Bereich der Erneuerbaren Energien. Die Kosten für Solarenergie sind gesunken, wodurch mehr davon eingesetzt wird. Wasserstoff spielt hier eine wichtige Rolle als eine Art Plattform-Chemikalie. Die Preise für Solarstrom sinken derzeit zehn Prozent pro Jahr – während die Kosten für Energie aus Kohle mehr oder weniger gleich bleiben.

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Cameron Hepburn: Die Kernaussage ist, dass wir Kapitalismus als Treiber eines positiven Wandels nutzen können. Wir müssen den Kapitalismus nicht beerdigen, um Probleme wie Klimawandel oder Artensterben in den Griff zu kriegen. Wir sind schon recht gut im Bereich der Erneuerbaren Energien. Die Kosten für Solarenergie sind gesunken, wodurch mehr davon eingesetzt wird. Wasserstoff spielt hier eine wichtige Rolle als eine Art Plattform-Chemikalie. Die Preise für Solarstrom sinken derzeit zehn Prozent pro Jahr – während die Kosten für Energie aus Kohle mehr oder weniger gleich bleiben.

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Cameron Hepburn: Die Kernaussage ist, dass wir Kapitalismus als Treiber eines positiven Wandels nutzen können. Wir müssen den Kapitalismus nicht beerdigen, um Probleme wie Klimawandel oder Artensterben in den Griff zu kriegen. Wir sind schon recht gut im Bereich der Erneuerbaren Energien. Die Kosten für Solarenergie sind gesunken, wodurch mehr davon eingesetzt wird. Wasserstoff spielt hier eine wichtige Rolle als eine Art Plattform-Chemikalie. Die Preise für Solarstrom sinken derzeit zehn Prozent pro Jahr – während die Kosten für Energie aus Kohle mehr oder weniger gleich bleiben.

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Welche Relevanz hat der Inhalt dieses Artikels für mich als Innovationsmanager:in?

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Cameron Hepburn: Die Kernaussage ist, dass wir Kapitalismus als Treiber eines positiven Wandels nutzen können. Wir müssen den Kapitalismus nicht beerdigen, um Probleme wie Klimawandel oder Artensterben in den Griff zu kriegen. Wir sind schon recht gut im Bereich der Erneuerbaren Energien. Die Kosten für Solarenergie sind gesunken, wodurch mehr davon eingesetzt wird. Wasserstoff spielt hier eine wichtige Rolle als eine Art Plattform-Chemikalie. Die Preise für Solarstrom sinken derzeit zehn Prozent pro Jahr – während die Kosten für Energie aus Kohle mehr oder weniger gleich bleiben.

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Cameron Hepburn: Die Kernaussage ist, dass wir Kapitalismus als Treiber eines positiven Wandels nutzen können. Wir müssen den Kapitalismus nicht beerdigen, um Probleme wie Klimawandel oder Artensterben in den Griff zu kriegen. Wir sind schon recht gut im Bereich der Erneuerbaren Energien. Die Kosten für Solarenergie sind gesunken, wodurch mehr davon eingesetzt wird. Wasserstoff spielt hier eine wichtige Rolle als eine Art Plattform-Chemikalie. Die Preise für Solarstrom sinken derzeit zehn Prozent pro Jahr – während die Kosten für Energie aus Kohle mehr oder weniger gleich bleiben.

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Cameron Hepburn: Die Kernaussage ist, dass wir Kapitalismus als Treiber eines positiven Wandels nutzen können. Wir müssen den Kapitalismus nicht beerdigen, um Probleme wie Klimawandel oder Artensterben in den Griff zu kriegen. Wir sind schon recht gut im Bereich der Erneuerbaren Energien. Die Kosten für Solarenergie sind gesunken, wodurch mehr davon eingesetzt wird. Wasserstoff spielt hier eine wichtige Rolle als eine Art Plattform-Chemikalie. Die Preise für Solarstrom sinken derzeit zehn Prozent pro Jahr – während die Kosten für Energie aus Kohle mehr oder weniger gleich bleiben.

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