Auf dem Gebiet Energie und Umwelt werden von der STE alternative Entwicklungsmoeglichkeiten fuer das Energiesystem der Bundesrepublik Deutschland, ausgehend von der benoetigten Nutzenergie bzw. Energiedienstleistung ueber den Endenergiebedarf bis hin zum Sekundaer- und Primaerenergiebedarf aufgezeigt. Dabei werden insbesondere die Zusammenhaenge zwischen Energieversorgung, allgemeiner Wirtschaftsentwicklung und Umweltbelastung durch Energieerzeugung und -nutzung erfasst. Der moegliche bzw. notwendige Einsatz neuer und konventioneller Energietechnologien wird quantifiziert, ihr Beitrag ermittelt. Existierende Restriktionen (Reserven, Importmengen, Umweltbelastungen etc.) werden beruecksichtigt.
<p>Energie als Ressource</p><p>Im letzten Jahrhundert hat sich der Energieverbrauch in Deutschland vervielfacht. Auch wenn dieser Trend gebrochen scheint, und Energieeffizienz eine immer größere Rolle spielt, bleiben der Pro-Kopf-Verbrauch und damit die Umwelteinflüsse von Energiegewinnung und -Nutzung hoch.</p><p>In Deutschland hat der Energieverbrauch vor dem wirtschaftlichen Krisenjahr 2009 seinen Höhepunkt erreicht. Der damalige Wert wurde in den Folgejahren nicht mehr erreicht, obwohl sich die Konjunktur wieder erholte. Der<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/primaerenergieverbrauch">Primärenergieverbrauch</a>ist seitdem deutlich gesunken, in geringerem Maße auch der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/e?tag=Endenergieverbrauch#alphabar">Endenergieverbrauch</a>. Mit der Nutzung von Energie sind eine Reihe schädlicher Auswirkungen für die Umwelt verbunden. Werden fossile Energieträger gefördert, kommt es häufig zu massiven Eingriffen in Ökosysteme. Doch auch wenn erneuerbare Energien genutzt werden, wird die Umwelt belastet werden. Die Umwandlung von <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/p?tag=Primrenergie#alphabar">Primärenergie</a> in End- und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/n?tag=Nutzenergie#alphabar">Nutzenergie</a> ist für einen wesentlichen Teil des Treibhauseffektes verantwortlich, beispielsweise durch die Verbrennung von Kohle in Kraftwerken oder die von fossilen Kraftstoffen in Autos.</p><p>Um die negativen Auswirkungen der Energienutzung zu verringern, sind zwei Strategien möglich: Einerseits kann der gesamte Energieverbrauch gesenkt werden, hierfür kommen vor allem Energieeffizienzmaßnahmen oder absolute Verbrauchssenkungen in Frage. Andererseits ist es möglich, das Energiesystem auf alternative Energieformen wie erneuerbare Energien umzustellen.</p><p>In Deutschland und der EU werden beide Strategien verfolgt. Im Energieeffizienzgesetz von 2023 wurde festgelegt, dass der<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/energieverbrauch-nach-energietraegern-sektoren">Endenergieverbrauch</a>bis 2030 um 26,5 % unter dem Wert von 2008 liegen soll. Bis 2045 soll er 45 % unter dem 2008er-Wert liegen. Auch der<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/umweltindikatoren/indikator-erneuerbare-energien">Anteil Erneuerbarer Energien am Bruttoendenergieverbrauch</a>soll in den kommenden Jahrzehnten deutlich steigen. Bis 2030 soll er laut dem aktuellen „Nationalen Energie- und Klimaplan“ (NECP) bei 41 % liegen (Stand August 2024) und damit den EU-weiten Zielkorridor von 42,5 bis 45,0% untermauern.</p><p>Ausführliche Informationen zur Herkunft und Verwendung konventioneller und erneuerbarer Energieträger finden sich im<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie">Daten-Bereich „Energie“</a>sowie auf der Themen-Seite „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/themen/klima-energie/erneuerbare-energien/erneuerbare-energien-in-zahlen">Erneuerbare Energien in Zahlen</a>“.</p>
Metallhydride können einen wichtigen Beitrag für eine umweltfreundliche Energienutzung leisten. Hydrid-Wärmetransformatoren, -wärmepumpen und -kälteanlagen können aus niederwertiger Antriebswärme Hochtemperaturwärme sowie Nutzwärme und -kälte für die Klimatisierung bereitstellen. Hydrid-Wärmespeicher können in Solaranlagen oder der Industrie eingesetzt werden; Hydrid-Wasserstoffspeicher können in brennstoffzellen-getriebenen Fahrzeugen eingesetzt werden und damit zur Reduzierung der CO2-Emissionen beitragen. Die hohen Kosten der Metallhydride und die teure Herstellung der Hydridbehälter (Reaktoren) sind das größte Hindernis bei der Nutzung dieser Technologien. In diesem gemeinsamen Forschungsvorhaben sollen am Institut für Kernenergetik und Energiesysteme (IKE), Universität Stuttgart in Zusammenarbeit mit dem Indian Institute of Technology (IITM) (gefördert durch das indische Non-Conventional Energy Ministry-MNES) neue, kostengünstige, aus herkömmlichen und leicht verfügbaren Metallen herstellbare Hydridlegierungen hergestellt und charakterisiert sowie leistungsfähige, einen guten Wärme- und Stofftransport aufweisende, kostengünstige Reaktoren für Wasserstoffspeicher und Wärmepumpen entwickelt werden.