Solar energy storage system

‘Major discovery’ from MIT primed to unleash solar revolution

christiangeo — Sun, 07 Sep 2008 16:20:13 +0000

Scientists mimic essence of plants’ energy storage system

In a revolutionary leap that could transform solar power from a marginal, boutique alternative into a mainstream energy source, MIT researchers have overcome a major barrier to large-scale solar power: storing energy for use when the sun doesn’t shine.

Until now, solar power has been a daytime-only energy source, because storing extra solar energy for later use is prohibitively expensive and grossly inefficient. With today’s announcement, MIT researchers have hit upon a simple, inexpensive, highly efficient process for storing solar energy.

Requiring nothing but abundant, non-toxic natural materials, this discovery could unlock the most potent, carbon-free energy source of all: the sun. “This is the nirvana of what we’ve been talking about for years,” said MIT’s Daniel Nocera, the Henry Dreyfus Professor of Energy at MIT and senior author of a paper describing the work in the July 31 issue of Science. “Solar power has always been a limited, far-off solution. Now we can seriously think about solar power as unlimited and soon.”

Inspired by the photosynthesis performed by plants, Nocera and Matthew Kanan, a postdoctoral fellow in Nocera’s lab, have developed an unprecedented process that will allow the sun’s energy to be used to split water into hydrogen and oxygen gases. Later, the oxygen and hydrogen may be recombined inside a fuel cell, creating carbon-free electricity to power your house or your electric car, day or night.

The key component in Nocera and Kanan’s new process is a new catalyst that produces oxygen gas from water; another catalyst produces valuable hydrogen gas. The new catalyst consists of cobalt metal, phosphate and an electrode, placed in water. When electricity – whether from a photovoltaic cell, a wind turbine or any other source – runs through the electrode, the cobalt and phosphate form a thin film on the electrode, and oxygen gas is produced.
Combined with another catalyst, such as platinum, that can produce hydrogen gas from water, the system can duplicate the water splitting reaction that occurs during photosynthesis.
The new catalyst works at room temperature, in neutral pH water, and it’s easy to set up, Nocera said. “That’s why I know this is going to work. It’s so easy to implement,” he said.

‘Giant leap’ for clean energy

Sunlight has the greatest potential of any power source to solve the world’s energy problems, said Nocera. In one hour, enough sunlight strikes the Earth to provide the entire planet’s energy needs for one year.
James Barber, a leader in the study of photosynthesis who was not involved in this research, called the discovery by Nocera and Kanan a “giant leap” toward generating clean, carbon-free energy on a massive scale.
“This is a major discovery with enormous implications for the future prosperity of humankind,” said Barber, the Ernst Chain Professor of Biochemistry at Imperial College London. “The importance of their discovery cannot be overstated since it opens up the door for developing new technologies for energy production thus reducing our dependence for fossil fuels and addressing the global climate change problem.”

‘Just the beginning’

Currently available electrolyzers, which split water with electricity and are often used industrially, are not suited for artificial photosynthesis because they are very expensive and require a highly basic (non-benign) environment that has little to do with the conditions under which photosynthesis operates.   More engineering work needs to be done to integrate the new scientific discovery into existing photovoltaic systems, but Nocera said he is confident that such systems will become a reality.   ”This is just the beginning,” said Nocera, principal investigator for the Solar Revolution Project funded by the Chesonis Family Foundation and co-director of the Eni-MIT Solar Frontiers Center. “The scientific community is really going to run with this.”

Nocera hopes that within 10 years, homeowners will be able to power their homes in daylight through photovoltaic cells, while using excess solar energy to produce hydrogen and oxygen to power their own household fuel cell. Electricity-by-wire from a central source could be a thing of the past.

The project is part of the MIT Energy Initiative, a program designed to help transform the global energy system to meet the needs of the future and to help build a bridge to that future by improving today’s energy systems. MITEI Director Ernest Moniz, Cecil and Ida Green Professor of Physics and Engineering Systems, noted that “this discovery in the Nocera lab demonstrates that moving up the transformation of our energy supply system to one based on renewables will depend heavily on frontier basic science.”   The success of the Nocera lab shows the impact of a mixture of funding sources – governments, philanthropy, and industry. This project was funded by the National Science Foundation and by the Chesonis Family Foundation, which gave MIT $10 million this spring to launch the Solar Revolution Project, with a goal to make the large scale deployment of solar energy within 10 years.

MIT news
Anne Trafton, News Office
 July 31, 2008
Cambridge, MA, USA

Text in deutsch:

Solarstrom auch bei Schlechtwetter

A Solar Grand Plan – Scientific American Magazine

christiangeo — Sun, 07 Sep 2008 16:04:47 +0000

By 2050 solar power could end U.S. dependence on foreign oil and slash greenhouse gas emissions

By Ken Zweibel, James Mason and Vasilis Fthenakis

High prices for gasoline and home heating oil are here to stay. The U.S. is at war in the Middle East at least in part to protect its foreign oil interests. And as China, India and other nations rapidly increase their demand for fossil fuels, future fighting over energy looms large. In the meantime, power plants that burn coal, oil and natural gas, as well as vehicles everywhere, continue to pour millions of tons of pollutants and greenhouse gases into the atmosphere annually, threatening the planet.

Well-meaning scientists, engineers, economists and politicians have proposed various steps that could slightly reduce fossil-fuel use and emissions. These steps are not enough. The U.S. needs a bold plan to free itself from fossil fuels. Our analysis convinces us that a massive switch to solar power is the logical answer.

Solar energy’s potential is off the chart. The energy in sunlight striking the earth for 40 minutes is equivalent to global energy consumption for a year. The U.S. is lucky to be endowed with a vast resource; at least 250,000 square miles of land in the Southwest alone are suitable for constructing solar power plants, and that land receives more than 4,500 quadrillion British thermal units (Btu) of solar radiation a year. Converting only 2.5 percent of that radiation into electricity would match the nation’s total energy consumption in 2006.

To convert the country to solar power, huge tracts of land would have to be covered with photovoltaic panels and solar heating troughs. A direct-current (DC) transmission backbone would also have to be erected to send that energy efficiently across the nation.

The technology is ready. On the following pages we present a grand plan that could provide 69 percent of the U.S.’s electricity and 35 percent of its total energy (which includes transportation) with solar power by 2050. We project that this energy could be sold to consumers at rates equivalent to today’s rates for conventional power sources, about five cents per kilowatt-hour (kWh). If wind, biomass and geothermal sources were also developed, renewable energy could provide 100 percent of the nation’s electricity and 90 percent of its energy by 2100.

The federal government would have to invest more than $400 billion over the next 40 years to complete the 2050 plan. That investment is substantial, but the payoff is greater. Solar plants consume little or no fuel, saving billions of dollars year after year. The infrastructure would displace 300 large coal-fired power plants and 300 more large natural gas plants and all the fuels they consume. The plan would effectively eliminate all imported oil, fundamentally cutting U.S. trade deficits and easing political tension in the Middle East and elsewhere. Because solar technologies are almost pollution-free, the plan would also reduce greenhouse gas emissions from power plants by 1.7 billion tons a year, and another 1.9 billion tons from gasoline vehicles would be displaced by plug-in hybrids refueled by the solar power grid. In 2050 U.S. carbon dioxide emissions would be 62 percent below 2005 levels, putting a major brake on global warming.

Photovoltaic Farms
In the past few years the cost to produce photovoltaic cells and modules has dropped significantly, opening the way for large-scale deployment. Various cell types exist, but the least expen sive modules today are thin films made of cadmium telluride. To provide electricity at six cents per kWh by 2020, cadmium telluride modules would have to convert electricity with 14 percent efficiency, and systems would have to be installed at $1.20 per watt of capacity. Current modules have 10 percent efficiency and an installed system cost of about $4 per watt. Progress is clearly needed, but the technology is advancing quickly; commercial efficiencies have risen from 9 to 10 percent in the past 12 months. It is worth noting, too, that as modules improve, rooftop photovoltaics will become more cost-competitive for homeowners, reducing daytime electricity demand.

In our plan, by 2050 photovoltaic technology would provide almost 3,000 gigawatts (GW), or billions of watts, of power. Some 30,000 square miles of photovoltaic arrays would have to be erected. Although this area may sound enormous, installations already in place indicate that the land required for each gigawatt-hour of solar energy produced in the Southwest is less than that needed for a coal-powered plant when factoring in land for coal mining. Studies by the National Renewable Energy Laboratory in Golden, Colo., show that more than enough land in the Southwest is available without requiring use of environmentally sensitive areas, population centers or difficult terrain. Jack Lavelle, a spokesperson for Arizona’s Department of Water Conservation, has noted that more than 80 percent of his state’s land is not privately owned and that Arizona is very interested in developing its solar potential. The benign nature of photovoltaic plants (including no water consumption) should keep environmental concerns to a minimum.

The main progress required, then, is to raise module efficiency to 14 percent. Although the efficiencies of commercial modules will never reach those of solar cells in the laboratory, cadmium telluride cells at the National Renewable Energy Laboratory are now up to 16.5 percent and rising. At least one manufacturer, First Solar in Perrysburg, Ohio, increased module efficiency from 6 to 10 percent from 2005 to 2007 and is reaching for 11.5 percent by 2010.

Pressurized Caverns
The great limiting factor of solar power, of course, is that it generates little electricity when skies are cloudy and none at night. Excess power must therefore be produced during sunny hours and stored for use during dark hours. Most energy storage systems such as batteries are expensive or inefficient.

Compressed-air energy storage has emerged as a successful alternative. Electricity from photovoltaic plants compresses air and pumps it into vacant underground caverns, abandoned mines, aquifers and depleted natural gas wells. The pressurized air is released on demand to turn a turbine that generates electricity, aided by burning small amounts of natural gas. Compressed-air energy storage plants have been operating reliably in Huntorf, Germany, since 1978 and in McIntosh, Ala., since 1991. The turbines burn only 40 percent of the natural gas they would if they were fueled by natural gas alone, and better heat recovery technology would lower that figure to 30 percent.

Studies by the Electric Power Research Institute in Palo Alto, Calif., indicate that the cost of compressed-air energy storage today is about half that of lead-acid batteries. The research indicates that these facilities would add three or four cents per kWh to photovoltaic generation, bringing the total 2020 cost to eight or nine cents per kWh.

Electricity from photovoltaic farms in the Southwest would be sent over high-voltage DC transmission lines to compressed-air storage facilities throughout the country, where turbines would generate electricity year-round. The key is to find adequate sites. Mapping by the natural gas industry and the Electric Power Research Institute shows that suitable geologic formations exist in 75 percent of the country, often close to metropolitan areas. Indeed, a compressed-air energy storage system would look similar to the U.S. natural gas storage system. The industry stores eight trillion cubic feet of gas in 400 underground reservoirs. By 2050 our plan would require 535 billion cubic feet of storage, with air pressurized at 1,100 pounds per square inch. Although development will be a challenge, plenty of reservoirs are available, and it would be reasonable for the natural gas industry to invest in such a network.

Hot Salt
Another technology that would supply perhaps one fifth of the solar energy in our vision is known as concentrated solar power. In this design, long, metallic mirrors focus sunlight onto a pipe filled with fluid, heating the fluid like a huge magnifying glass might. The hot fluid runs through a heat exchanger, producing steam that turns a turbine.

For energy storage, the pipes run into a large, insulated tank filled with molten salt, which retains heat efficiently. Heat is extracted at night, creating steam. The molten salt does slowly cool, however, so the energy stored must be tapped within a day.

Nine concentrated solar power plants with a total capacity of 354 megawatts (MW) have been generating electricity reliably for years in the U.S. A new 64-MW plant in Nevada came online in March 2007. These plants, however, do not have heat storage. The first commercial installation to incorporate it—a 50-MW plant with seven hours of molten salt storage—is being constructed in Spain, and others are being designed around the world. For our plan, 16 hours of storage would be needed so that electricity could be generated 24 hours a day.

Existing plants prove that concentrated solar power is practical, but costs must decrease. Economies of scale and continued research would help. In 2006 a report by the Solar Task Force of the Western Governors’ Association concluded that concentrated solar power could provide electricity at 10 cents per kWh or less by 2015 if 4 GW of plants were constructed. Finding ways to boost the temperature of heat exchanger fluids would raise operating efficiency, too. Engineers are also investigating how to use molten salt itself as the heat-transfer fluid, reducing heat losses as well as capital costs. Salt is corrosive, however, so more resilient piping systems are needed.

Concentrated solar power and photovoltaics represent two different technology paths. Neither is fully developed, so our plan brings them both to large-scale deployment by 2020, giving them time to mature. Various combinations of solar technologies might also evolve to meet demand economically. As installations expand, engineers and accountants can evaluate the pros and cons, and investors may decide to support one technology more than another.

Direct Current, Too
The geography of solar power is obviously different from the nation’s current supply scheme. Today coal, oil, natural gas and nuclear power plants dot the landscape, built relatively close to where power is needed. Most of the country’s solar generation would stand in the Southwest. The existing system of alternating-current (AC) power lines is not robust enough to carry power from these centers to consumers everywhere and would lose too much energy over long hauls. A new high-voltage, direct-current (HVDC) power transmission backbone would have to be built.

Studies by Oak Ridge National Laboratory indicate that long-distance HVDC lines lose far less energy than AC lines do over equivalent spans. The backbone would radiate from the Southwest toward the nation’s borders. The lines would terminate at converter stations where the power would be switched to AC and sent along existing regional transmission lines that supply customers.

The AC system is also simply out of capacity, leading to noted shortages in California and other regions; DC lines are cheaper to build and require less land area than equivalent AC lines. About 500 miles of HVDC lines operate in the U.S. today and have proved reliable and efficient. No major technical advances seem to be needed, but more experience would help refine operations. The Southwest Power Pool of Texas is designing an integrated system of DC and AC transmission to enable development of 10 GW of wind power in western Texas. And TransCanada, Inc., is proposing 2,200 miles of HVDC lines to carry wind energy from Montana and Wyoming south to Las Vegas and beyond.

Stage One: Present to 2020
We have given considerable thought to how the solar grand plan can be deployed. We foresee two distinct stages. The first, from now until 2020, must make solar competitive at the mass-production level. This stage will require the government to guarantee 30-year loans, agree to purchase power and provide price-support subsidies. The annual aid package would rise steadily from 2011 to 2020. At that time, the solar technologies would compete on their own merits. The cumulative subsidy would total $420 billion (we will explain later how to pay this bill).

About 84 GW of photovoltaics and concentrated solar power plants would be built by 2020. In parallel, the DC transmission system would be laid. It would expand via existing rights-of-way along interstate highway corridors, minimizing land-acquisition and regulatory hurdles. This backbone would reach major markets in Phoenix, Las Vegas, Los Angeles and San Diego to the west and San Antonio, Dallas, Houston, New Orleans, Birmingham, Ala., Tampa, Fla., and Atlanta to the east.

Building 1.5 GW of photovoltaics and 1.5 GW of concentrated solar power annually in the first five years would stimulate many manufacturers to scale up. In the next five years, annual construction would rise to 5 GW apiece, helping firms optimize production lines. As a result, solar electricity would fall toward six cents per kWh. This implementation schedule is realistic; more than 5 GW of nuclear power plants were built in the U.S. each year from 1972 to 1987. What is more, solar systems can be manufactured and installed at much faster rates than conventional power plants because of their straightforward design and relative lack of environmental and safety complications.

Stage Two: 2020 to 2050
It is paramount that major market incentives remain in effect through 2020, to set the stage for self-sustained growth thereafter. In extending our model to 2050, we have been conservative. We do not include any technological or cost improvements beyond 2020. We also assume that energy demand will grow nationally by 1 percent a year. In this scenario, by 2050 solar power plants will supply 69 percent of U.S. electricity and 35 percent of total U.S. energy. This quantity includes enough to supply all the electricity consumed by 344 million plug-in hybrid vehicles, which would displace their gasoline counterparts, key to reducing dependence on foreign oil and to mitigating greenhouse gas emissions. Some three million new domestic jobs—notably in manufacturing solar components—would be created, which is several times the number of U.S. jobs that would be lost in the then dwindling fossil-fuel industries.

The huge reduction in imported oil would lower trade balance payments by $300 billion a year, assuming a crude oil price of $60 a barrel (average prices were higher in 2007). Once solar power plants are installed, they must be maintained and repaired, but the price of sunlight is forever free, duplicating those fuel savings year after year. Moreover, the solar investment would enhance national energy security, reduce financial burdens on the military, and greatly decrease the societal costs of pollution and global warming, from human health problems to the ruining of coastlines and farmlands.

Ironically, the solar grand plan would lower energy consumption. Even with 1 percent annual growth in demand, the 100 quadrillion Btu consumed in 2006 would fall to 93 quadrillion Btu by 2050. This unusual offset arises because a good deal of energy is consumed to extract and process fossil fuels, and more is wasted in burning them and controlling their emissions.

To meet the 2050 projection, 46,000 square miles of land would be needed for photovoltaic and concentrated solar power installations. That area is large, and yet it covers just 19 percent of the suitable Southwest land. Most of that land is barren; there is no competing use value. And the land will not be polluted. We have assumed that only 10 percent of the solar capacity in 2050 will come from distributed photovoltaic installations—those on rooftops or commercial lots throughout the country. But as prices drop, these applications could play a bigger role.

2050 and Beyond
Although it is not possible to project with any exactitude 50 or more years into the future, as an exercise to demonstrate the full potential of solar energy we constructed a scenario for 2100. By that time, based on our plan, total energy demand (including transportation) is projected to be 140 quadrillion Btu, with seven times today’s electric generating capacity.

To be conservative, again, we estimated how much solar plant capacity would be needed under the historical worst-case solar radiation conditions for the Southwest, which occurred during the winter of 1982–1983 and in 1992 and 1993 following the Mount Pinatubo eruption, according to National Solar Radiation Data Base records from 1961 to 2005. And again, we did not assume any further technological and cost improvements beyond 2020, even though it is nearly certain that in 80 years ongoing research would improve solar efficiency, cost and storage.

Under these assumptions, U.S. energy demand could be fulfilled with the following capacities: 2.9 terawatts (TW) of photovoltaic power going directly to the grid and another 7.5 TW dedicated to compressed-air storage; 2.3 TW of concentrated solar power plants; and 1.3 TW of distributed photovoltaic installations. Supply would be rounded out with 1 TW of wind farms, 0.2 TW of geothermal power plants and 0.25 TW of biomass-based production for fuels. The model includes 0.5 TW of geothermal heat pumps for direct building heating and cooling. The solar systems would require 165,000 square miles of land, still less than the suitable available area in the Southwest.

In 2100 this renewable portfolio could generate 100 percent of all U.S. electricity and more than 90 percent of total U.S. energy. In the spring and summer, the solar infrastructure would produce enough hydrogen to meet more than 90 percent of all transportation fuel demand and would replace the small natural gas supply used to aid compressed-air turbines. Adding 48 billion gallons of biofuel would cover the rest of transportation energy. Energy-related carbon dioxide emissions would be reduced 92 percent below 2005 levels.

Who Pays?
Our model is not an austerity plan, because it includes a 1 percent annual increase in demand, which would sustain lifestyles similar to those today with expected efficiency improvements in energy generation and use. Perhaps the biggest question is how to pay for a $420-billion overhaul of the nation’s energy infrastructure. One of the most common ideas is a carbon tax. The International Energy Agency suggests that a carbon tax of $40 to $90 per ton of coal will be required to induce electricity generators to adopt carbon capture and storage systems to reduce carbon dioxide emissions. This tax is equivalent to raising the price of electricity by one to two cents per kWh. But our plan is less expensive. The $420 billion could be generated with a carbon tax of 0.5 cent per kWh. Given that electricity today generally sells for six to 10 cents per kWh, adding 0.5 cent per kWh seems reasonable.

Congress could establish the financial incentives by adopting a national renewable energy plan. Consider the U.S. Farm Price Support program, which has been justified in terms of national security. A solar price support program would secure the nation’s energy future, vital to the country’s long-term health. Subsidies would be gradually deployed from 2011 to 2020. With a standard 30-year payoff interval, the subsidies would end from 2041 to 2050. The HVDC transmission companies would not have to be subsidized, because they would finance construction of lines and converter stations just as they now finance AC lines, earning revenues by delivering electricity.

Although $420 billion is substantial, the annual expense would be less than the current U.S. Farm Price Support program. It is also less than the tax subsidies that have been levied to build the country’s high-speed telecommunications infrastructure over the past 35 years. And it frees the U.S. from policy and budget issues driven by international energy conflicts.

Without subsidies, the solar grand plan is impossible. Other countries have reached similar conclusions: Japan is already building a large, subsidized solar infrastructure, and Germany has embarked on a nationwide program. Although the investment is high, it is important to remember that the energy source, sunlight, is free. There are no annual fuel or pollution-control costs like those for coal, oil or nuclear power, and only a slight cost for natural gas in compressed-air systems, although hydrogen or biofuels could displace that, too. When fuel savings are factored in, the cost of solar would be a bargain in coming decades. But we cannot wait until then to begin scaling up.

Critics have raised other concerns, such as whether material constraints could stifle large-scale installation. With rapid deployment, temporary shortages are possible. But several types of cells exist that use different material combinations. Better processing and recycling are also reducing the amount of materials that cells require. And in the long term, old solar cells can largely be recycled into new solar cells, changing our energy supply picture from depletable fuels to recyclable materials.

The greatest obstacle to implementing a renewable U.S. energy system is not technology or money, however. It is the lack of public awareness that solar power is a practical alternative—and one that can fuel transportation as well. Forward-looking thinkers should try to inspire U.S. citizens, and their political and scientific leaders, about solar power’s incredible potential. Once Americans realize that potential, we believe the desire for energy self-sufficiency and the need to reduce carbon dioxide emissions will prompt them to adopt a national solar plan.

Source:
Scientific American Magazine 2007

and

http://solarplan.blogspot.com/2008/03/solar-grand-plan.html

Text in deutsch:

http://solarplan.blogspot.com/2008/03/so-wird-l-berflssig.html

Solarstrom bei Schlechtwetter – MIT

christiangeo — Sun, 07 Sep 2008 01:30:54 +0000

Umweltfreundliches Aufspalten von Wasser als Schlüssel – in einer Stunde genug Sonnenlicht, um weltweiten Energiebedarf für ein Jahr zu decken

Wissenschaftler am Massachusetts Institute of Technology (MIT) haben eine Möglichkeit gefunden, günstig Solarstrom zwischenzuspeichern. Die Lösung setzt darauf, mit einem neu entwickelten umweltfreundlichen Katalysten Sauerstoff aus Wasser zu gewinnen. Dieser wird gemeinsam mit Wasserstoff bei Bedarf in einer Brennstoffzelle zu Wasser rekombiniert, um Energie freizusetzen. Das kann nach Ansicht der Forscher die Photovoltaik revolutionieren, da es ein sinnvolles Überbrücken sonnenloser Phasen in der Energieversorgung ermöglicht. “Solarstrom war immer eine eingeschränkte, zeitlich weit entfernte Lösung. Jetzt können wir anfangen, ernsthaft über unbegrenzten Solarstrom nachzudenken”, meint Daniel Nocera, Chemieprofessor am MIT.

Strom auch bei Schlechtwetter

Um eine lückenlose Stromversorgung in der Nacht oder bei Schlechtwetter zu garantieren, sind bei Photovoltaik-Systemen Zwischenspeicher erforderlich. Bisherige Methoden dafür seien teuer und ineffizient, so das MIT. Dem soll die Entwicklung von Nocera und Matthew Kanan Abhilfe schaffen. Die Forscher nutzen mit Kobalt und Phosphat leicht verfügbare Materialien, um mithilfe von Strom durch Elektrolyse Sauerstoff aus Wasser zu gewinnen. Die Gewinnung von Wasserstoff erfolgt mithilfe eines anderen Katalysten – beispielsweise dem Metall Platin. Mit dem Sauerstoff und Wasserstoff kann dann eine Brennstoffzelle befüllt werden, um somit eine durchgehende Stromversorgung zu sichern. Gegenüber Elektrolysator-Systemen, die schon jetzt industriell genutzt werden, böte die Neuentwicklung den Vorteil, bei Raumtemperatur und mit ganz normalem Wasser zu funktionieren. Daher sei er sicher, dass die einfach umzusetzende Lösung auch in der Praxis angenommen werde, so Nocera.

Eine Sonnenstunde bringt ein Jahr Strom

Wesentlicher Grund für die Forschung am Speichersystem ist das Potenzial der Solarenergie. In nur einer Stunde falle genug Sonnenlicht auf die Erde, um den weltweiten Energiebedarf für ein Jahr zu decken, so der Wissenschaftler. Die Integration der Neuentwicklung in existierende Solarstrom-Systeme erfordere allerdings noch einiges an Entwicklungsarbeit. “Die wissenschaftliche Gemeinschaft wird sich stark engagieren”, ist sich Nocera jedoch sicher. Er hofft, dass innerhalb von zehn Jahren Hausbesitzer Solarstrom tagsüber zur direkten Stromversorgung und zur Brennstoffgewinnung nutzen können, um so auch nachts von der Netzversorgung und damit anderen Energiequellen unabhängig zu sein.

Auch für Windanlagen geeignet

Der Einsatz des Systems muss nicht unbedingt auf die Photovoltaik beschränkt bleiben. Da es egal ist, woher der Strom für die Elektrolyse kommt, könnte auch Strom aus anderen Energiequellen derart zwischengespeichert werden – beispielsweise bei Windenergieanlagen, deren Stromproduktion ebenso wie bei Photovoltaik-Systemen aufgrund von Umweltbedingungen fluktuiert. (pte)

02. August 2008

derStandard.at and MIT

Text in english:

http://solarplan.blogspot.com/2008/08/solar-energy-storage-system.html

Revolutionärer US-Solarplan –

christiangeo — Sun, 07 Sep 2008 00:37:40 +0000

So wird Öl überflüssig

Von Ken Zweibel, James Mason und Vasilis Fthenakis

Sogar die USA können unabhängig vom Öl werden: Wissenschaftler skizzieren erstmals in einem detaillierten Konzept, wie das Land bis 2050 mit Solarstrom versorgt werden kann – der Bau von Mega-Sonnenkraftwerken sei keineswegs unrealistisch.

Solarkraftwerke

Benzin und Heizöl werden immer teurer, im Nahen Osten sind die USA auch wegen des Öls in Kriege verwickelt, und die Nachfrage nach fossilen Brennstoffen wird noch wachsen – etwa in China und Indien. Dann drohen auch künftig Auseinandersetzungen um den Zugang zu Energieressourcen. Derweil emittieren Kohle-, Öl- und Gaskraftwerke sowie Kraftfahrzeuge in aller Welt Millionen Tonnen Treibhausgase jährlich – und gefährden dadurch das globale Klima.

Längst haben Wissenschaftler, Ingenieure, Ökonomen und Politiker Vorschläge gemacht, wie sich der Verbrauch an fossilen Brennstoffen schrittweise reduzieren ließe. Das reicht aber nicht. Insbesondere die USA benötigen ein umfassendes Konzept, um ihrer Abhängigkeit von fossilen Energien zu entkommen. Unsere Analysen zeigen, dass ein breit angelegter Umstieg auf Solarenergie die logische Antwort auf diese Herausforderung ist.

Durch Sonnenstrahlen gelangt binnen 40 Minuten so viel Energie auf unseren Planeten, wie wir weltweit während eines Jahres verbrauchen. Die USA haben das Glück, allein in ihrem Südwesten mindestens 650.000 Quadratkilometer geeigneter Fläche für die Aufstellung von Solarkraftwerken zu besitzen. Dieses Gebiet erhält jährlich etwa 5000 Exajoule Sonnenenergie (1 EJ = 1018 Joule), das entspricht rund 1,3 Millionen Terawattstunden. Das ist eine gewaltige Menge an Energie – alle Kernkraftwerke der Welt mit ihren derzeit über 400 Gigawatt Leistung müssten fast 500 Jahre lang Strom erzeugen, um diese Menge zu liefern. Gelänge es, nur 2,5 Prozent davon in elektrische Energie umzuwandeln, ließe sich der gesamte Energiebedarf der USA (Stand: Jahr 2006) mühelos decken.

Dafür müssten große Landflächen mit Solarmodulen und thermischen Parabolrinnenanlagen überdeckt und eine Haupttrasse für den Transport von Gleichstrom errichtet werden. Die nötige Technologie gibt es, und sie ist anwendungsreif.

Hier stellen wir unseren “Solar Grand Plan” vor. Ein Konzept, mit dem sich im Jahr 2050 rund 70 Prozent des Strombedarfs und 35 Prozent des Gesamtenergiebedarfs einschließlich Transport- und Verkehrswesen der USA aus Solarenergie erzeugen ließe. Diese Energie könnte zu nicht subventionierten Tarifen angeboten werden, die etwa denen entsprechen, die wir heute für Energie aus konventionellen Quellen bezahlen – rund 5 US-Cent pro Kilowattstunde (kWh). Nutzen wir auch Wind, Biomasse und geothermale Energiequellen, könnten erneuerbare Energien im Jahr 2100 sogar 100 Prozent des US-amerikanischen Strombedarfs und 90 Prozent des Gesamtenergiebedarfs abdecken.

2. Teil: Die hohen Kosten zahlen sich aus

Um das Konzept bis 2050 zu realisieren, müsste die Regierung in den kommenden 40 Jahren 420 Milliarden US-Dollar (rund 280 Milliarden Euro) investieren. Diese hohen Kosten werden sich auszahlen: Solarkraftwerke benötigen wenig oder keinen Kraftstoff, sodass Jahr für Jahr Milliarden eingespart werden. Die neue Infrastruktur könnte 300 große Kohle- und 300 noch größere Gaskraftwerke ersetzen. Der von diesen Kraftwerken verbrauchte Brennstoff würde eingespart, der Bedarf an Ölimporten auf null zurückgefahren. Gleichzeitig ließe sich das US-Handelsdefizit drastisch reduzieren, und die politischen Spannungen im Nahen Osten und anderswo würden gemildert.

Da die Gewinnung von Solarenergie fast ohne Schadstoffemissionen auskommt, würde der Ausstoß an Treibhausgasen der Kraftwerke um jährlich 1,7 Milliarden Tonnen verringert. Weitere 1,9 Milliarden Tonnen, wie sie derzeit Kraftfahrzeuge in die Atmosphäre blasen, ließen sich durch Verwendung von Plug-in-Hybridfahrzeugen einsparen (Plug-in-Hybriden können nicht nur vom Verbrennungsmotor geladen werden, sondern auch an der Steckdose). Dadurch würden die CO2-Emissionen der USA im Jahr 2050 um mehr als 60 Prozent unter denen des Jahres 2006 liegen.

In den letzten Jahren fielen die Herstellungskosten für Solarzellen und -module deutlich. Die günstigsten Solarzelltypen sind Dünnschichtzellen aus Kadmium-Tellurid (CdTe). Um Strom im Jahr 2020 für 5 Cent pro kWh bereitstellen zu können, müssten CdTe-Module die Sonnenenergie mit einem Wirkungsgrad von 14 Prozent umwandeln. Die Kosten für entsprechende Anlagen dürften 1,20 Dollar pro Watt Leistung betragen. Derzeitige Module wandeln 10 Prozent der Sonnenenergie um und kosten rund 4 Dollar pro Watt. Weitere Fortschritte sind also nötig. Doch im vergangenen Jahr stieg der durchschnittliche Wirkungsgrad kommerzieller Module von 9 auf 10 Prozent. Auch Fotovoltaikanlagen auf Dächern, die tagsüber einen Teil des häuslichen Stromverbrauchs abdecken, werden im Zuge dieser Entwicklung wettbewerbsfähiger werden.

Im Jahr 2050 sollen nach unserem Konzept Fotovoltaikmodule insgesamt 3000 Gigawatt Leistung erzeugen. Dazu müssten Module mit einer Gesamtfläche von rund 80.000 Quadratkilometern installiert werden. Dieses Vorhaben mutet gigantisch an. Bereits existierende Anlagen deuten aber darauf hin, dass im amerikanischen Südwesten die für die Erzeugung einer Gigawattstunde benötigte Landfläche kleiner ist als jene, die durchschnittlich von Kohlekraftwerken benötigt wird, wenn man auch das für den Kohleabbau verwendete Land in Rechnung stellt. Untersuchungen des Nationalen Labors für erneuerbare Energien (NREL) in Golden (US-Bundesstaat Colorado) zeigen, dass im Südwesten der USA mehr als genug Land zur Verfügung steht, ohne dass man auf ökologisch empfindliche Regionen, dicht besiedelte Gebiete oder auf schwer zugängliches Terrain zurückgreifen müsste.
Die wichtigste Aufgabe ist daher, den Wirkungsgrad von Solarmodulen auf 14 Prozent zu erhöhen. Zwar wird die Effizienz kommerziell erhältlicher Zellen nie die von Laborprodukten erreichen. Doch die CdTe-Zellen des NREL erreichen bereits 16,5 Prozent und sollen noch besser werden.

Bei bewölktem Himmel erzeugen Solarkraftwerke nur wenig und nachts überhaupt keine Elektrizität. Daher muss in sonnenreichen Stunden Energie als Abend- und Nachtreserve gespeichert werden. Die meisten Energiespeichersysteme sind teuer oder ineffizient. Als sehr gute Alternative hat sich die Speicherung von Energie in Form von komprimierter Luft bewährt. Dabei wird Luft mit Hilfe von Solarstrom in unterirdische Kavernen, verlassene Minen, Aquifere (poröse Gesteine, die Grundwasser leiten) oder erschöpfte natürliche Gaslager gepresst.
Bei Bedarf wird die Luft abgelassen und durch eine Strom erzeugende Turbine geleitet. Zuvor wird sie durch das Verbrennen kleinerer Mengen von Gas noch erhitzt. Bereits seit 1978 wird ein Druckluftspeicherkraftwerk erfolgreich im niedersächsischen Huntorf betrieben, in McIntosh (Alabama) ging 1991 ein weiteres Werk ans Netz.

3. Teil: Ein Netz von Druckluftspeichern

Untersuchungen des Electric Power Research Institute (EPRI) in Palo Alto (Kalifornien) ergaben, dass die Kosten für Druckluftspeicherung etwa halb so hoch sind wie die entsprechenden Kosten für Bleiakkumulatoren. Den Studien zufolge würden sich die Kosten für Fotovoltaikstrom durch die Speicherung um 3 bis 4 Cent pro kWh erhöhen, die Gesamtkosten im Jahr 2020 lägen also bei 8 bis 9 Cent pro kWh. Über Gleichstrom-Hochspannungsleitungen würde die von den Solarfarmen im Südwesten erzeugte Elektrizität zu Druckluftenergiespeichern im ganzen Land geleitet. Dort installierte Turbinen könnten dann ganzjährig unterbrechungsfrei Strom erzeugen. Entscheidend sind die Standorte. Feldstudien der US-Gasindustrie und des EPRI ergaben, dass in drei Vierteln des Landes geeignete geologische Formationen vorhanden sind, oft nahe an Ballungsgebieten.

Äußerlich ähneln die Druckluftspeichersysteme den Verteilstationen für Gas, wie sie in den USA üblich sind. Die Entwicklung solcher Anlagen ist zwar eine Herausforderung, aber es gibt zahlreiche verfügbare Reservoirs und genügend Gründe für die Gasindustrie, um in den Aufbau eines Druckluftspeichernetzes zu investieren.

Unser Konzept setzt auf eine weitere Technologie: Parabolrinnenkraftwerke. Sie könnten ein Fünftel der benötigten Solarenergie liefern. In solchen Anlagen wird Sonnenlicht von langen Metallreflektoren auf ein mit Flüssigkeit gefülltes Rohr fokussiert. Dabei wird sie erhitzt und strömt durch einen Wärmetauscher, in dem Dampf zum Antrieb von Turbinen entsteht. Um die Energie zu speichern, kann die Flüssigkeit auch durch große isolierte Tanks geleitet werden, wo geschmolzenes Salz die Wärme aufnimmt und einige Stunden speichert. Nachts wird die Energie dann abgezapft und zur Dampferzeugung genutzt.
Bereits seit vielen Jahren erzeugen neun Parabolrinnenkraftwerke mit einer Gesamtleistung von 354 MW verlässlich Strom. Im März 2007 ging in Nevada ein neues 64-MW-Kraftwerk ans Netz – ohne Wärmespeicher allerdings. Das erste kommerzielle Kraftwerk mit Salzspeicher – er kann die Anlage sieben Stunden lang mit Betriebswärme versorgen – wird zurzeit in Spanien errichtet; weitere entstehen in aller Welt. Für unser Projekt hingegen werden 16 Stunden Speicherkapazität benötigt, damit rund um die Uhr Strom erzeugt werden kann.

4. Teil: Massenproduktion senkt Preise

Die Kosten der Parabolrinnenkraftwerke müssen noch gesenkt werden – durch die Produktion größerer Stückzahlen. Ein Team von Solarenergiespezialisten der Western Governors’ Association, wo sich Gouverneure von 19 westlichen US-Bundesstaaten zusammengeschlossen haben, kam zu dem Ergebnis, dass Parabolrinnenkraftwerke bis 2015 Strom für 10 Cent pro kWh (oder weniger) erzeugen könnten, wenn Kraftwerke mit einer Gesamtleistung von 4 GW (Gigawatt, Milliarden Watt) errichtet würden.

Weder Parabolrinnen- noch Solarzellentechnik sind derzeit voll entwickelt. Gemäß unserem Plan sollten sie bis 2020 Zeit zur Reifung erhalten, um dann in großem Umfang eingesetzt werden zu können. Bis dahin könnten aber auch andere solare Technologien zur Verfügung stehen, die den ökonomischen Rahmenbedingungen genügen.

Die geografische Struktur eines solaren Energieversorgungssystems wird sich vom bestehenden System deutlich unterscheiden. Während Kohle-, Öl-, Gas- und Kernkraftwerke überall in den USA relativ nahe an den Verbrauchszentren errichtet sind, stünden die meisten Solaranlagen im Südwesten. Das bestehende Wechselspannungsnetz ist allerdings nicht leistungsfähig genug, um den Strom von dort ins ganze Land zu transportieren. Auf langen Strecken käme es zu großen Verlusten. Hochspannungs-Gleichstromleitungen (HVDC, High Voltage Direct Current) weisen aber über lange Distanzen hinweg weniger Energieverluste auf als Wechselstromleitungen. Ein HVDC-Netz würde vom Südwesten strahlenförmig bis an die Grenzen des Landes verlaufen und an Konverterstationen enden, die den Gleichstrom in Wechselstrom umwandeln. Über herkömmliche regionale Leitungen würde er dann zum Endverbraucher transportiert werden.

Weil das heutige Wechselstromnetz überlastet ist, kam es bereits zu Stromausfällen. Gleichstromleitungen sind billiger und benötigen weniger Grundfläche als Wechselstromleitungen. In den USA sind bereits etwa 800 Kilometer HVDC-Leitungen in Betrieb und erwiesen sich als zuverlässig und effizient. Größere technische Fortschritte sind nicht mehr nötig, lediglich der laufende Betrieb ließe sich noch optimieren.
Die Möglichkeiten zur Realisierung des Solar Grand Plan haben wir sorgfältig geprüft. Uns erscheint ein Zwei-Phasen-Vorgehen geeignet: In der ersten Phase, von jetzt bis 2020, sollen Solaranlagen zu preisgünstigen Massenerzeugnissen werden. Dafür muss die US-Regierung über 30 Jahre laufende Darlehen gewähren, sich zur Abnahme von Solarenergie bereiterklären und Subventionen zahlen. Von 2011 an bis 2020 müsste sich die jährliche Unterstützung stetig erhöhen. Danach könnte Solartechnologie aus eigener Kraft mit herkömmlichen Energiequellen konkurrieren. In der Summe müsste die Regierung 420 Milliarden Dollar bereitstellen.

In dieser ersten Phase müssten Fotovoltaik- und Parabolrinnenkraftwerke mit einer Gesamtleistung von rund 84 GW installiert werden und das Gleichstromnetz ausgebaut werden – entlang der amerikanischen “Interstate”-Autobahnen, wo bereits Durchleitungsrechte bestehen. Die Notwendigkeit für Landkäufe wie für das Einholen behördlicher Genehmigungen ließe sich dadurch minimieren. Die Haupttrasse soll große Abnahmegebiete wie Phoenix, Las Vegas, Los Angeles und San Diego im Westen sowie San Antonio, Dallas, Houston, New Orleans, Birmingham (Alabama), Tampa (Florida) und Atlanta im Osten versorgen.

In den ersten fünf Jahren kämen jährlich 1,5 GW an installierter Leistung aus Fotovoltaikanlagen hinzu, dieselbe Leistung steuerten neue Parabolrinnenkraftwerke bei. Für viele Hersteller wäre dies ein Anreiz, ihre Kapazitäten auszubauen. In den folgenden fünf Jahren wird der Ausbau auf jährlich 5 GW pro Kraftwerkstyp hochgefahren. Das Wachstum hilft den Firmen bei der Optimierung ihrer Produktion, sodass der Preis für Solarstrom deutlich sinkt.
Der Zeitplan ist realistisch. Allein von 1972 bis 1987 wurden in den USA jährlich durchschnittlich über 5 GW Leistung aus Kernkraftwerken installiert. Solaranlagen hingegen können viel schneller hergestellt und errichtet werden – wegen ihres einfachen Aufbaus und geringerer Umwelt- und Sicherheitsprobleme.

Unserem Szenario für die Jahre zwischen 2020 und 2050 legten wir konservative Annahmen zu Grunde. Technologische und kostensenkende Verbesserungen, die nach 2020 zum Tragen kommen könnten, ließen wir unberücksichtigt. Wir gingen zudem davon aus, dass die Stromnachfrage landesweit um ein Prozent pro Jahr ansteigt. In diesem Szenario liefern Solarkraftwerke im Jahr 2050 rund 70 Prozent der in den USA erzeugten Elektrizität und decken 35 Prozent des gesamten Energiebedarfs. Diese Zahlen schließen auch den Strom für den Betrieb von 344 Millionen Hybridfahrzeugen ein. Benzinbetriebene Fahrzeuge würden verdrängt, was entscheidend zur Verringerung der Abhängigkeit vom Öl und zur Reduzierung von Treibhausgasen beitrüge. Und schließlich entstünden rund drei Millionen neue Arbeitsplätze, vor allem in der Herstellung von Komponenten für Solarkraftwerke – ein Vielfaches der Jobs, die in der dann schrumpfenden Öl-, Gas- und Kohle-Industrie verloren gingen.
Durch die sinkenden Ölimporte würde sich die US-Außenhandelsbilanz um jährlich 300 Milliarden Dollar verbessern (bei einem Rohölpreis von 60 Dollar pro Barrel, der Durchschnittspreis für 2007 lag schon bei etwa 74 Dollar). Zwar müssen auch Solarkraftwerke gewartet und repariert werden, doch Sonnenenergie bleibt kostenlos, sodass sich die Einsparungen beim Öl Jahr für Jahr wiederholen werden. Außerdem erhöhen die Solaranlagen die Sicherheit der nationalen Stromversorgung, reduzieren Kosten für das Militär und verringern dank umwelt- und klimaschonender Arbeitsweise auch gesellschaftliche Folgekosten. Der Solar Grand Plan wird den Energieverbrauch sogar mindern: Selbst wenn die Nachfrage um ein Prozent pro Jahr wüchse, fiele der Verbrauch von 105 Exajoule im Jahr 2006 auf 98 EJ im Jahr 2050! Der Grund: Heute wenden wir einen beträchtlichen Teil der Energie auf, um fossile Brennstoffe zu gewinnen und aufzubereiten; weitere Energie geht bei Verbrennung und Emissionskontrolle verloren.

5. Teil: Wie sieht die Welt in hundert Jahren aus?

Um die Vorgaben für 2050 zu erreichen, werden rund 120.000 Quadratkilometer Fläche für die Installation von Fotovoltaik- und Parabolrinnenkraftwerken benötigt. Diese Zahl erscheint riesig, entspricht aber lediglich knapp 20 Prozent der Landfläche im Südwesten, die unwirtlich ist und sich nicht nutzen lässt. Damit es nicht zu Abschattungen kommt, sehen wir bei unseren Flächenberechnungen genügend Platz vor: Wir multiplizieren die Modulfläche mit dem Faktor 2,5, um die benötigte Landfläche zu ermitteln. Bei Parabolrinnenkraftwerken beträgt dieser Faktor 3.

Exakte Prognosen über 50 oder mehr Jahre sind unmöglich. Versuchsweise führten wir dennoch Hochrechnungen durch, um das volle Potenzial der Solarenergie im Jahr 2100 darzustellen. Wir gingen von einem Gesamtenergieverbrauch von knapp 150 EJ aus und dass die Stromerzeugungskapazitäten in jenem Jahr unsere heutigen um das Siebenfache übertreffen werden.

Zunächst schätzten wir die nötige Menge an Solarkraftwerken ab. Um konservativ zu rechnen, gingen wir von einem historischen Tiefststand der Sonneneinstrahlung auf den Südwesten aus, wie er im Winter 1982 auf 1983 und in den Jahren 1992 und 1993 verzeichnet wurde. Außerdem nahmen wir an, dass es nach 2020 zu keinen weiteren technologischen oder ökonomischen Verbesserungen kommt, obwohl in den nächsten 80 Jahren damit zu rechnen ist. Unter diesen Annahmen könnte der US-Strombedarf mit folgenden Kraftwerkskapazitäten gedeckt werden: 2,9 Terawatt aus Fotovoltaikkraftwerken würden direkt in die Netze eingespeist, weitere 7,5 TW in Druckluftspeicher geleitet. Hinzu kämen 2,3 TW aus Parabolrinnenkraftwerken sowie 1,3 TW aus verteilten Fotovoltaikanlagen. Ergänzt würde die Versorgung durch 1 TW aus Windfarmen und 0,2 TW aus geothermischen Kraftwerken. Die Produktion von Biotreibstoff setzten wir mit 0,25 TW an. Die solaren Anlagen würden rund 430.000 Quadratkilometer Land überdecken – immer noch weniger, als der Südwesten bietet.

2100 könnten regenerative Energiequellen 100 Prozent des US-Strombedarfs und 90 Prozent des Gesamtenergiebedarfs decken. Im Frühjahr und Sommer könnte die solare Infrastruktur genug Wasserstoff erzeugen, um 90 Prozent des Kraftstoffbedarfs im gesamten Transport- und Verkehrswesen zu liefern. Wasserstoff könnte dann das Erdgas ersetzen, das beim Betrieb der Druckluftspeicher-Turbinen eingesetzt werden muss. Zusätzlich würden 180 Milliarden Liter Biokraftstoff den verbleibenden Bedarf an Transportenergie decken. CO2-Emissionen, die bei Energieerzeugung und -Verbrauch anfallen, sänken um 92 Prozent unter das Niveau von 2005. Und all das trotz des von uns veranschlagten jährlichen Wachstums des Energiebedarfs um ein Prozent.

6. Teil: “Solar Grand Plan” ist billiger als Agrarsubventionen

Die wohl wichtigste Frage ist die nach der Finanzierung des Plans. Eine der verbreitetsten Ideen hierzu ist die Einführung einer Kohlesteuer. Die Internationale Energieagentur (IEA) geht davon aus, dass sie 40 bis 90 Dollar pro Tonne Kohle betragen müsste, damit sie Stromproduzenten dazu anregt, mittels Verfahren zur CO2-Abscheidung und -Speicherung die Emission von Kohlendioxid zu verringern. Diese Steuer entspricht einer Strompreiserhöhung um 1 oder 2 Cent pro kWh. Unser Plan ist billiger. Die 420 Milliarden Dollar, die der Staat zuschießen muss, können durch eine Steuer von 0,5 Cent auf jede kWh Strom eingenommen werden, die aus fossilen Energien stammt. Bei heutigen Kosten von 6 bis 10 Cent pro kWh scheint dies tragbar.

Ein Nationaler Plan für erneuerbare Energien würde die Energie-versorgung der USA sicherstellen und wäre ein zentrales Element des künftigen Wohlergehens der Nation. Die Beihilfen -würden sukzessive im Zeitraum von 2011 bis 2020 ausgezahlt. Bei einer Laufzeit von üblicherweise 30 Jahren endet die Förderung zwischen 2041 und 2050. Für den Aufbau des HVDC-Netzes durch Privatfirmen müssten keine Subventionen fließen, da sie Netztrassen und Konverterstationen in gleicher Weise finanzieren würden wie das heutige Wechselspannungsnetz: durch Einkünfte, die sie bei der Lieferung von Strom erzielen.

420 Milliarden Dollar sind sehr viel Geld. Die jährlich anfallenden Kosten würden jedoch geringer sein als die Subventionen, die derzeit in die US-Landwirtschaft fließen. Sie wären auch geringer als die steuerfinanzierten Subventionen, die in den vergangenen 35 Jahren in den Ausbau der Infrastruktur für die Hochgeschwindigkeitstelekommunikation investiert wurden.

Das größte Hindernis für die Umstellung der US-Energieversorgung auf erneuerbare Energien ist der Mangel an öffentlichem Bewusstsein. Menschen mit Weitblick sollten daher versuchen, die Bürger der USA ebenso wie führende Persönlichkeiten aus Politik und Wirtschaft für das fast unglaubliche Potential der Solarenergie zu begeistern. Ist den Amerikanern dieses Potential erst einmal bewusst, dann wird ihr Wunsch nach nachhaltiger Energieversorgung und reduzierten CO2-Emissionen sie schließlich davon überzeugen, dass wir die US-weite Einführung von Solarenergie auf den Weg bringen müssen.
Der vorliegende Text ist eine leicht gekürzte Fassung des Original-Textes aus “Spektrum der Wissenschaft”.

Quelle:
SPIEGEL ONLINE 2008
und
Spektrum der Wissenschaft

Text in english:

http://solarplan.blogspot.com/