Batterien sind entscheidend für den Wandel in Mobilität und
Energieversorgung. Der meist verbaute Batterietyp in Elektroautos sind
bislang Lithium-Ionen-Batterien, doch stellt hier unter anderem die
Rohstoffverfügbarkeit eine große Herausforderung dar. Forschende der
Hochschule Aalen unter Leitung von Prof. Dr. Volker Knoblauch verfolgen
jetzt eine alternative Strategie und setzen auf Natrium-Ionen-Batterien.
Hierbei sollen Holzabfälle als Ausgangsmaterial für Batteriebestandteile
verwendet werden. Für das neue Projekt, das Anfang 2024 startet, erhält
die Hochschule Aalen rund eine Million Euro Förderung von der Carl-Zeiss-
Stiftung.

In Anbetracht der Energiewende gewinnt der effiziente Umgang mit
Ressourcen und die Entkopplung des Ressourcenverbrauchs vom ökonomischen
Wachstum zunehmend an Bedeutung. Lithium-Ionen-Batterien sind nach dem
heutigen Stand der Technik zwar sehr leistungsfähig, allerdings basieren
sie auf begrenzt verfügbaren Ressourcen. Natrium-Ionen-Batterien sollen
hier als nachhaltige, kostengünstige Alternative Abhilfe schaffen – sind
aber in ihrer Performance bislang noch nicht konkurrenzfähig.

In Na-Ionen-Batterien werden meist harte Kohlenstoffe (Hard Carbons)
genutzt. Diese lassen sich ressourcenschonend durch eine sogenannte
Pyrolyse – die thermische Spaltung chemischer Verbindungen – aus
pflanzlichen Stoffen wie beispielsweise Holzabfällen gewinnen. Deren stark
schwankende Zusammensetzung führt bisher zu nicht tolerierbaren
Eigenschaftsschwankungen.

Neuartiges Aufschlussverfahren soll das Problem lösen
Das Projekt „HANa“ (Hoch performante Anodenmaterialien für
ressourcenschonende Na-Ionen-Batterien auf Basis von Lignin und
Hemicellulose aus Laub- und Nadelholzabfällen) möchte dieses Problem
lösen. Mit einem neuartigen Holzaufschlussverfahren werden aus
Holzabfällen die Bestandteile Lignin und Hemicellulose mit definierten
Eigenschaften gewonnen. Diese werden anschließend zu harten Kohlenstoffen
pyrolysiert und sollen eine gleichbleibend hohe Qualität aufweisen – mit
nur geringen Schwankungen. HANa bildet dabei die komplette Prozesskette
von Holzaufschluss, über Pyrolyse, Elektrodenentwicklung bis zum Verbau
und Test in Batteriezellen ab. In der interdisziplinären Projektgruppe
unter der Leitung von Prof. Dr. Volker Knoblauch vom Institut für
Materialforschung (IMFAA) sind mit Prof. Dr. Katharina Weber vom
Forschungsinstitut für Innovative Oberflächen (FINO) und Prof. Dr. Willi
Kantlehner ausgewiesene Experten aus den Bereichen organische Chemie so-
wie Materialwissenschaft und Batterietechnologie vertreten. „Es wäre ein
riesiger Schritt auf dem Weg zu nachhaltigen Batteriespeichern, und wir
freuen uns sehr, dass wir von der Carl-Zeiss-Stiftung den Zuschlag
bekommen haben“, fasst Knoblauch die Vorfreude der Aalener Forschenden auf
das Projekt zusammen.

Über die Carl-Zeiss-Stiftung

Die Carl-Zeiss-Stiftung hat sich zum Ziel gesetzt, Freiräume für
wissenschaftliche Durchbrüche zu schaffen. Als Partner exzellenter
Wissenschaft unterstützt sie so-wohl Grundlagenforschung als auch
anwendungsorientierte Forschung und Lehre in den MINT-Fachbereichen
(Mathematik, Informatik, Naturwissenschaften und Technik). 1889 von dem
Physiker und Mathematiker Ernst Abbe gegründet, ist die Carl-Zeiss-
Stiftung eine der ältesten und größten privaten wissenschaftsfördernden
Stiftungen in Deutschland. Sie ist alleinige Eigentümerin der Carl Zeiss
AG und SCHOTT AG. Ihre Projekte werden aus den Dividendenausschüttungen
der beiden Stiftungsunternehmen finanziert.

Über die Institute IMFAA und FINO

Das Institut für Materialforschung Aalen der Hochschule Aalen (IMFAA) ist
spezialisiert auf die Verarbeitung, Charakterisierung und Prüfung von
Werkstoffen und Bauteilen. Der Schwerpunkt liegt auf fortschrittlichen
Materialien und Komponenten für ressourceneffiziente Mobilität,
erneuerbare Energien, additive Fertigung sowie maschinelles Lernen in der
Mikroskopie und Bauteilprüfung. Mehr Infos zur Forschung am IMFAA gibt es
unter: www.hs-aalen.de/imfaa oder unter www.linkedin.com/company
/aalenuniversity-imfaa.

Das Forschungsinstitut für Innovative Oberflächen (FINO) beschäftigt sich
u. a. mit nachhaltigen Materialien mit definierten Oberflächen und
funktionalen Eigenschaften. Die interdisziplinäre Zusammenarbeit am FINO
bringt physikalische und chemische Aspekte der Materialmodifikation (z. B.
chemischer Aufschluss, Beschichtung, Oberflächenstrukturierung) zusammen
und erzielt damit anwendungsorientierte Materialentwicklungen. Mehr Infos
zur Forschung am FINO gibt es unter: www.hs-aalen.de/fino.

Mit der Rolle öffentlicher Kommunikation und ihren vielfältigen sozio-
politischen Bezügen in den iberoamerikanischen Gesellschaften beschäftigt
sich ein internationales Symposium an der Universität Heidelberg, das das
Heidelberg Center for Ibero-American Studies (HCIAS) vom 4. bis 6.
Dezember 2023 veranstaltet. Aus interdisziplinärer Perspektive erörtern
die Teilnehmerinnen und Teilnehmer, welches analytische Potential
Kommunikation mit Blick auf Querschnittsthemen wie Demokratisierung und
demokratischer Rückschritt, gesellschaftliche Gegensätze und politisches
Vertrauen birgt. Im Rahmen der Veranstaltung findet am 5. Dezember ein
Podiumsgespräch zum Thema Wissenschaftskommunikation statt. Zu dieser
englischsprachigen Veranstaltung ist auch die interessierte Öffentlichkeit
eingeladen.

Öffentliche Kommunikation variiert nach den sozialen Kontexten, in denen
sie genutzt wird – von der Politik oder dem Gesundheitswesen über Fragen
des Umweltschutzes und der Sicherheit bis hin zu Wirtschaft und
Wissenschaft. In Zeiten des Wandels und der Krise muss sie in diesen
zentralen gesellschaftlichen Bereichen effektiv und zuverlässig sein, wie
die Veranstalter des HCIAS-Symposiums betonen. Doch gerade die neuen
digitalen Kommunikationsräume bieten auch eine Plattform für Polarisierung
sowie den Vormarsch von Populismus und Radikalisierung. Mit der Frage, wie
sich öffentliche Kommunikation in polarisierten Gesellschaften
widerspiegelt und welche Aussagen sich aus aktuellen
Kommunikationsphänomen über gesellschaftliche Zustände ableiten lassen,
befasst sich das „1st HCIAS Symposium on Ibero-American Studies:
Communication in Polarized Societies“.

Die Veranstaltung fokussiert sich insbesondere auf die Länder Ibero-
Amerikas, die mit ihren vielfältigen regionalen und weltweiten
Verflechtungen hochdynamische soziokulturelle Transformationsprozesse
durchlaufen, wie der Direktor des HCIAS, Prof. Dr. Francisco Moreno-
Fernández, hervorhebt. Einen Schwerpunkt bilden in diesem Zusammenhang die
Area Studies und die Frage nach ihrem Potential, aktuelle
Kommunikationsphänomene auf der Grundlage eines profunden regionalen
Wissens zu analysieren und zu interpretieren. Neben den Fachvorträgen soll
das HCIAS-Symposium vor allem auch als Austauschplattform für den
wissenschaftlichen Nachwuchs dienen. Erwartet werden rund 60 Forscherinnen
und Forscher aus Deutschland, Europa, Lateinamerika und den USA.

Die Rolle der Wissenschaftskommunikation in polarisierten Gesellschaften
ist Thema des Podiumsgesprächs, das im Rahmen des HCIAS-Symposiums am 5.
Dezember stattfindet. Dabei geht es um Wissenschaft und Wissen als
gemeinsames Gut in demokratischen Gesellschaften sowie die
Herausforderungen, denen sich öffentliche Kommunikation angesichts von
Wissenschaftsskepsis und Misstrauen in den digitalen Kommunikationsräumen
zu stellen hat. Teilnehmer der Diskussionsrunde sind Prof. Dr. David
Kaldewey, Direktor der Abteilung Wissenschaftsforschung am Forum
Internationale Wissenschaft der Universität Bonn und Geschäftsführender
Direktor des Forums, sowie Dr. Elena Lázaro Real, Koordinatorin der
Scientific Culture Unit an der Universität Córdoba (Spanien). Für die
Praxis der Kommunikation sprechen Jon Chase, Wissenschaftskommunikator an
der Universität Leiden (Niederlande), und Wissenschaftsjournalist Martin
Enserink, Inhaber der aktuellen Nature Marsilius Gastprofessur für
Wissenschaftskommunikation an der Universität Heidelberg. Das
Podiumsgespräch findet im Marsilius-Kolleg, Im Neuenheimer Feld 130.1,
statt und beginnt um 18.30 Uhr.

Wasserstoff (H2) spielt im erneuerbaren
Energiesystem eine wichtige Rolle zur Absicherung der Stromerzeugung. Neue
und bestehende Kraftwerke müssen deshalb für den H2-Betrieb bereitgemacht
werden. Sie sollen H2-Ready werden. Der Um- und Neubau von Kraftwerken,
die mit 100 Prozent Wasserstoff betrieben werden können, birgt aber
Herausforderungen. Außerdem ist H2-Readiness regulatorisch noch nicht
eindeutig definiert. Zu diesen Erkenntnissen kommen Wissenschaftler:innen
des Reiner Lemoine Instituts (RLI).

Sie zeigen in einer aktuellen Studie, was H2-Ready für Gaskraftwerke
technisch bedeutet, welche Maßnahmen für eine Umrüstung notwendig sind,
welche Kosten entstehen und welche Rechtsvorschriften angepasst werden
müssen. In 14 Kernaussagen formulieren sie Vorschläge für den
klimafreundlichen Einsatz von H2 in der Stromerzeugung. Die European
Climate Foundation hat die Studie gefördert.

Wasserstoffkraftwerke sollen künftig Energie bereitstellen, wenn Strom aus
erneuerbaren Energien über einen längeren Zeitraum nicht verfügbar ist.
Gasturbinen für einen 100-Prozent-Wasserstoffeinsatz in größeren
Kraftwerken sind heute aber noch nicht kommerziell verfügbar. Sogenannte
H2-Ready-Kraftwerke sollen zur Lösung beitragen. Das Bundesministerium für
Wirtschaft und Klimaschutz hat in seinem „Rahmen für die
Kraftwerksstrategie“ angekündigt diese zu fördern – im Zeitraum 2024 bis
2026 mit einem Ausschreibungsvolumen von zehn Gigawatt (GW) und danach mit
weiteren fünf GW für neue oder bestehende Gaskraftwerke. Sie sollen mit
Erdgas und später mit grünem Wasserstoff betrieben werden. Bis spätestens
2035 müssen diese Kraftwerke komplett auf den Betrieb mit Wasserstoff
umgerüstet werden.

Fehlende rechtliche Definition von H2-Ready erschwert Umsetzung

Wie die Studienergebnisse zeigen, gibt es aktuell noch keine rechtlich
feststehende Definition, was H2-Ready für Kraftwerke bedeutet. Das
erschwert die Planung solcher Anlagen. Ein klar definiertes Konzept der
H2-Readiness kann einen zuverlässigen Rahmen für die Umsetzung von
emissionsfreien H2-Kraftwerken bieten. Deutschland hat bislang nur eine
implizite Definition im Kraft-Wärme-Kopplungsgesetz (KWKG) eingeführt. Sie
besagt, dass der Übergang zur 100-prozentigen Wasserstoffnutzung für
weniger als zehn Prozent der ursprünglichen Investitionskosten des
Kraftwerks erreichbar sein muss. Bei der Definition sollte darauf geachtet
werden, dass die tatsächliche Emissionsreduktion im Vordergrund steht.

„Eine pauschale, kostenanteilsbezogene Definition von H2-Ready wie im KWKG
begünstigt Investitionen in kapitalintensivere Gas-und-Dampf-
Kombikraftwerke (GuD). Die sind effizienter, laufen aber insbesondere als
KWK-Anlagen oft viele Stunden im Jahr. Viele Betriebsstunden bedeuten
einen hohen Wasserstoffbedarf. Das ist problematisch, da erneuerbarer
Wasserstoff knapp sein wird. Typische Spitzenlastkraftwerke mit nur
wenigen Volllaststunden sind meist Gasturbinenkraftwerke (GT). Mit dem
kostenbezogenen Kriterium von zehn Prozent in der H2-Ready Definition
wären diese voraussichtlich kaum förderfähig“, sagt Andreas Christidis,
Projektleiter der Studie am RLI.

Umrüstung von H2-Ready zu H2 bedeutet Zeit- und Kostenaufwand

Die Wissenschaftler:innen kommen zu dem Ergebnis, dass die umfangreichsten
Umrüstungsmaßnahmen das Brenngas- sowie das Gasturbinensystem betreffen.
Die Kosten dafür liegen bei größeren GuD-Kombikraftwerken voraussichtlich
unter zehn Prozent der Ausgangsinvestition. Für GT-Kraftwerke liegen sie
wahrscheinlich deutlich höher. Der Umrüstbedarf von H2-Ready-Kraftwerken
auf Wasserstoffbetrieb wird außerdem in einem kurzen Zeitfenster
vergleichsweise hoch sein und die Kapazitäten bei Herstellenden begrenzt.
Kraftwerksbetreibende sollten deshalb bereits heute die Umrüstung
einplanen und Faktoren wie zum Beispiel den Platzbedarf für neue
Komponenten berücksichtigen. Die Bundesregierung muss die Umrüstung
außerdem verbindlich terminieren, um weitere Emissionen zu vermeiden.

Ohne grünen Wasserstoff kein emissionsfreies H2-Kraftwerk

Für die Dekarbonisierung der Stromerzeugung ist der Einsatz von
erneuerbarem, also grünem Wasserstoff entscheidend. „Wird fossiler
Wasserstoff eingesetzt, wie zum Beispiel blauer Wasserstoff aus Erdgas,
sind Emissionen von H2-Kraftwerken ähnlich hoch wie bei heutigen
Erdgaskraftwerken“, sagt Anne Wasike-Schalling, wissenschaftliche
Mitarbeiterin am RLI und verantwortlich für das Themenfeld Wasserstoff im
Forschungsbereich Mobilität mit Erneuerbaren Energien. Ein 400 MW
Kraftwerk benötigt pro Stunde über 700 MWh Wasserstoff – das entspricht
zwölf großen H2-Lkw-Trailern. „Für den Erfolg der Dekarbonisierung
brauchen wir deshalb die erforderlichen Mengen an grünem Wasserstoff. Das
ist notwendige Bedingung und Herausforderung zugleich“, so Wasike-
Schalling. „Ein Anschluss der H2-Kraftwerke ans Wasserstoffkernnetz sowie
dessen Belieferung mit grünem Wasserstoff sind essenziell.“

Die Wissenschaftler:innen kommen auch zu dem Schluss, dass die benötigten
Kapazitäten an H2-Kraftwerken kein starrer Wert sind und die
Bundesregierung weitere Maßnahmen zur Stabilisierung des Energiesystems
berücksichtigen muss. In einem Policy-Briefing formulieren sie 14
Kernaussagen mit Vorschlägen für den klimafreundlichen Einsatz von H2 in
der Stromerzeugung.

Nach einem spürbaren Rückgang im August 2023, bleiben die
Inflationserwartungen der vom ZEW befragten Finanzmarktexpertinnen und
-experten für die Jahre 2023, 2024 und 2025 im November 2023 stabil. Auch
die Zinserwartungen der Befragten bleiben gegenüber August 2023
weitestgehend unverändert. Während sich die Konjunkturentwicklung in der
Eurozone weiterhin dämpfend auf die Inflationserwartungen der ZEW-
Umfrageteilnehmer auswirkt, erweisen sich die Entwicklungen der Löhne als
inflationstreibend. Etwa ein Drittel der Expertinnen und Experten haben
ihre Inflationserwartungen aufgrund des im Oktober 2023 ausgebrochenen
Kriegs in Israel und Gaza angehoben.

„Die Inflationserwartungen sind in der Umfrage vom August 2023 gefallen
und bleiben auch in der aktuellen Umfrage stabil. Obwohl die Expertinnen
und Experten nach wie vor von einem schrittweisen Rückgang der
Preissteigerungsrate in den kommenden Jahren ausgehen, soll diese selbst
im Jahr 2025 um einen halben Prozentpunkt über dem EZB-Inflationsziel von
2 Prozent verharren. Die Entwicklung der Inflationsprognosen im Jahr 2023
deutet den Beginn einer Trendwende bei den Inflationserwartungen an“,
kommentiert Dr. Lora Pavlova, Wissenschaftlerin im ZEW-Forschungsbereich
„Altersvorsorge und nachhaltige Finanzmärkte" das Ergebnis. „Ein Mix aus
inflationstreibenden als auch inflationshemmenden Entwicklungen sorgte in
den vergangenen drei Monaten dafür, dass die Inflationserwartungen
insgesamt stabil geblieben sind“, ergänzt ZEW-Kollege Dr. Frank
Brückbauer.

Mehrere Faktoren halten Erwartungen stabil

Die Finanzmarktexpertinnen und -experten erwarten in der Umfrage vom
November 2023 für die Jahre 2023, 2024 bzw. 2025 im Median Inflationsraten
von 5,5, 3,0 bzw. 2,5 Prozent. Die Mehrheit geht somit weiterhin davon
aus, dass die EZB im Zeitraum 2023 bis 2025 ihr Inflationsziel von zwei
Prozent noch nicht erreichen kann.

Für 52 Prozent der Finanzmarktexpertinnen und -experten erweist sich die
Konjunkturentwicklung in der Eurozone als inflationshemmend. 40 Prozent
der Befragten geben an, dass die gesunkenen Energiepreise ebenso zu einer
Dämpfung der Inflationsrate beitragen. Circa ein Drittel der Befragten
bewegt die Geldpolitik der EZB dazu, ihre Inflationsprognosen nach unten
zu revidieren.

Spitzenreiter bei den inflationstreibenden Faktoren mit 48 Prozent der
Befragten bleiben die Entwicklungen der Löhne, dicht gefolgt von der
grünen Transformation der Wirtschaft mit 40 Prozent. Während der Krieg in
der Ukraine nun keinen signifikanten Einfluss mehr auf der
Inflationsprognose der Großteil der Expertinnen und Experten nimmt, spielt
der im Oktober 2023 ausgebrochene Krieg in Israel und Gaza eine größere
Rolle. Etwa ein Drittel der Befragten sagen, dass sie ihre
Inflationsprognosen gegenüber August 2023 aufgrund des Konflikts erhöht
haben. Demnach wirkt sich der Krieg in Nahost hauptsächlich über die
Energiepreise und Eskalationen internationaler Handelskonflikte auf die
Inflation im Euroraum aus.

Über die Befragung

Der ZEW-Finanzmarkttest ist eine seit Dezember 1991 durchgeführte Umfrage,
in der monatlich die Erwartungen über die Entwicklung wichtiger
internationaler Volkswirtschaften erhoben werden. Derzeit sind dies
Deutschland, das Eurogebiet, die Vereinigten Staaten von Amerika sowie
China. Insgesamt besteht das Panel aus etwa 350 Finanzanalysten aus
Banken, Versicherungen und großen Industrieunternehmen. Angesprochen
werden die Experten/-innen der Finanz-, Research- und
volkswirtschaftlichen Abteilungen sowie der Anlage- und
Wertpapierabteilungen dieser Unternehmen. Die meisten Teilnehmer/innen
kommen aus Deutschland.

Die Finanzexpertinnen und -experten werden nach ihren Erwartungen gefragt,
die sie auf einen Horizont von 6 Monaten hinsichtlich der Entwicklung der
Konjunktur, der Inflationsrate, der kurz- und langfristigen Zinsen, der
Aktienkurse und der Wechselkurse haben. Zusätzlich werden sie um eine
Einschätzung der Ertragslage in 13 deutschen Branchen gebeten. Neben einem
festen Umfrageteil werden laufend zu aktuellen Themen Sonderumfragen
durchgeführt. Aus den Erwartungen der Finanzmarktexperten/-innen zur
Entwicklung der wirtschaftlichen Lage in Deutschland werden die ZEW-
Konjunkturerwartungen berechnet, die sich als Frühindikator für die
Konjunkturentwicklung („ZEW-Index“) etabliert haben. Das ZEW kommuniziert
die Ergebnisse des Finanzmarkttests darüber hinaus ausführlich im
monatlich erscheinenden ZEW-Finanzmarktreport.