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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Der Prototyp auf dem PROTEAS-Forschungsgelände des Cyprus-Instituts in Zypern © Waldstein

„Ich habe erstmal aus Meerwasser destilliertes Wasser getrunken. Es schmeckte sehr gut“, berichtet Carl Albrecht Waldstein, Geschäftsführer der Wiener Seawater BV GmbH im brutkasten-Gespräch über die gelungene Inbetriebnahme der ersten solaren Meerwasser-Entsalzungsanlage des Desertgreener-Projekts in Limassol, Zypern.

Mit einer Kombination aus Parabolspiegeln und energetischem Recycling will man dem weltweiten Wassermangel, der aktuell über 2 Milliarden Menschen betreffe, begegnen. Was vor zwei Jahrzehnten an einer verdorrenden spanischen Küste als kühnes Gedankenspiel begann, soll nun globale Wucht entfalten.

Die Vision: Wasser für eine wachsende Welt

„Wir saßen am Ufer des Meeres an der spanischen Mittelmeerküste. Vor uns unendlich viel Meer und hinter uns trocknete alles aus. Also haben wir gesagt, das kann nicht sein, dass das Wasser vor uns die Probleme hinter uns nicht löst“, erinnert sich der Geschäftsführer an die Anfänge der Lösung eines der herausforderndsten Probleme unserer Zeit.

Die Technologie soll Süßwasser so günstig verfügbar machen, dass nicht nur Trinkwasser gesichert wird, sondern auch die wasserintensivere Landwirtschaft, Industrie und der Bergbau versorgt werden können. Bereiche, die klassische Entsalzung aus Kostengründen kaum bedient. Das Potenzial reicht laut Waldstein von der Rettung versalzter Agrarflächen über die Begrünung von Wüstenregionen bis zur Erzeugung von grünem Wasserstoff und Ammoniak als Dünger- und Treibstoffalternative.

Perspektivisch positioniert sich Desertgreener damit als Anbieter einer Basisinfrastruktur, die – wenn sie im großen Maßstab umsetzbar ist – wasserarmen Regionen weltweit neue wirtschaftliche und ökologische Entwicklungsmöglichkeiten eröffnen könnte.

Wasserkreislauf der Natur als Vorbild

Statt auf energieintensive Umkehrosmose zu setzen, soll die Anlage im Kleinen kopieren, was die Natur im Wasserkreislauf im Großen macht: Sonne verdampft Meerwasser, der Dampf kondensiert wieder zu Süßwasser. Bewegliche, der Sonne nachgeführte Spiegel bündeln dafür die Sonnenstrahlen direkt auf einen mit Meerwasser gefüllten Behälter und bringen es zum Kochen. Laut Unternehmen werden so über 90 Prozent der Sonnenenergie direkt genutzt.

Der entstehende, salzfreie Dampf wird von einer Turbine abgesaugt und in ein Röhrensystem gepresst. Dabei kondensiert er sofort wieder zu Wasser und gibt seine Wärme an das noch kochende Meerwasser zurück. „Wir schicken 83 Prozent der Energie ständig im Kreis“, erklärt Waldstein. Dadurch lasse sich mit derselben Menge Sonnenenergie ein Vielfaches an Wasser verdampfen, statt sie nach einmaliger Nutzung zu verlieren.

Finanzierung über Utility-Token

Um die kapitalintensive Serienproduktion nun vorzubereiten, meidet die Seawater BV GmbH bewusst Banken und Venture Capital. Man wolle unabhängig bleiben: „Wir wissen, wir stören auch viele“, so Waldstein. Stattdessen gelangt man über den Verkauf des eigenen „DGRX“ Utility-Tokens bereits an über zehn Millionen Euro, wie der Gründer im Interview erwähnt.

Verkauft wird der Token über die DGRX Sales GmbH, welche daraus wiederum schrittweise Anteile an der Seawater BV GmbH erwirbt (bis zu 24%). Weitere sechs Millionen Euro sollen nun über die Token-Finanzierung folgen, um die Serienproduktion voranzutreiben.

1,8-Milliarden-Bewertung von „Big Four“-Prüfungsgesellschaft

Zu den anvisierten Kunden zählen Regierungen, Kommunen sowie große Agrar- und Bergbaukonzerne. „Um den Markt mache ich mir null Sorgen. Wo ich hintippe, schreien die Leute, wann könnt ihr liefern“, kommentiert Waldstein die Nachfrage. Laut ihm bewertete eine „Big Four“-Prüfungsgesellschaft die Firma Ende 2025 mit 1,8 Milliarden US-Dollar. Mit der aktiven Pilotanlage steige der Wert laut Waldstein kalkulatorisch auf 2,9 Milliarden Dollar.

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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.

AI Kontextualisierung

Welche gesellschaftspolitischen Auswirkungen hat der Inhalt dieses Artikels?

Leider hat die AI für diese Frage in diesem Artikel keine Antwort …

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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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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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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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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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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.