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Energiesysteme als Wende?

Um den Klimawandel zu bremsen, müssen Energiesysteme möglichst schnell eine hohe Reduktion an CO2 erreichen. Dabei gibt es nicht nur eine optimale Lösung, sagt Forscher Matteogiacomo Prina.

Eine der größten Herausforderungen bei der Eindämmung des Klimawandels ist es, die vom Menschen verursachten Treibhausgase zu senken. Die Wärme- und Stromproduktion, der Verkehr und die Industrie sind für einen Großteil der gesamten CO2-Emissionen verantwortlich. Es müssen also kurz- und langfristige Strategien her, um die Erderwärmung und somit den Klimawandel zu bremsen. „Es ist wichtig, verschiedene zukünftige Alternativen des Energiesystems zu untersuchen“, sagt Matteogiacomo Prina. Genau das macht der 33 Jahre alte Forscher und Ingenieur an der EURAC. „Anhand von Computermodellen können wir die Ergebnisse von Energiesysteme simulieren und so eine Reihe von Alternativen aufzeigen, denn es gibt nicht die eine optimale Lösung.“ Die Ergebnisse dieser Forschungen sollen der Politik helfen, die richtigen Entscheidungen bei der Wahl der künftigen Energiesysteme zu treffen.

Nach seinem Masterstudium in Energy and Nuclear Science and Technology (Energie- und Nuklearwissenschaften und Technologien) am Politecnico in Mailand 2014 trat der gebürtige Mailänder ein sechsmonatiges Praktikum am Forschungszentrum EURAC Research in Bozen an und zwar im Bereich „Modelle von Energiesystemen und Entwicklung von Zukunftsszenarien“, im Folgejahr begann er dort sein Doktoratsstudium, das er erfolgreich abschloss. Seit 2019 ist Matteogiacomo Prini nunmehr Senior Researcher am EURAC Research und damit Teil eines internationalen Teams, das Forschungsprojekte durchführt.

Als BARFUSS ihn für das Interview erreicht, sitzt er in seinem Büro im NOI Techpark in Bozen Süd. Es sind wenige Tage bis zu seinem Auftritt beim Science Slam am 27. Oktober in Bozen, bei dem er seine Forschungsergebnisse vorstellen wird.

Was stellst du beim Science Slam vor?
In meiner Arbeit geht es darum, wie Energiesysteme den Klimawandel verlangsamen können. Wir erarbeiten mathematische Modelle, die Energiesysteme und deren Leistungsfähigkeit abbilden können. So können wir Alternativen simulieren, wie zukünftige Energiesysteme aufgebaut sein müssen, um auf regionaler, nationaler oder auch europäischer Ebene unterschiedliche Probleme zu lösen. Das können der Klimawandel sein, aber auch die Energiesicherheit, die derzeit sehr aktuell ist. Wie schaffen wir es, in Zukunft energieautark und nicht mehr von anderen Ländern abhängig zu sein? Das ist eine Frage, die uns gerade beschäftigt.

Welche mathematischen Modelle verwendet ihr?
Wir verwenden Modelle, die vom RLI-Institut in Berlin und von der Universität Aalborg in Dänemark entwickelt wurden. In enger Zusammenarbeit mit diesen Institutionen haben wir diese Modelle weiterentwickelt und können so untersuchen, wie Energiesysteme funktionieren. Damit können wir Alternativen für unser zukünftiges Energiesystem aufzeigen und zwar auf regionaler, nationaler oder europäischer Ebene.

Wie darf man sich das vorstellen? Welche Parameter musst du in die Simulation eingeben?
Vorerst wähle ich die Daten des untersuchten Energiesystems aus, zum Beispiel jene von Südtirol. Anschließend geht es um die Dekarbonisierungsmaßnahmen, die ich mir wünsche – also Maßnahmen, die weg von der Nutzung fossiler Brennstoffe wie Kohle, Erdgas oder Öl und hin zu kohlenstofffreien und erneuerbaren Energiequellen gehen. Nehmen wir als Beispiel die Photovoltaik, also die Stromproduktion mit Sonnenenergie. Welche tägliche Leistung ist aktuell installiert und welches maximale Leistungspotential unter Berücksichtigung der verfügbaren Dachflächen sind vorhanden? Sobald ich diese Daten eingegeben habe, füge ich die Kosten der Technologien und Kraftstoffe ein, die ich mir für das anvisierte Zukunftsjahr erwarte, sagen wir mal für 2030 oder 2050. Sobald diese Daten eingegeben sind, startet die Simulation die Optimierung des Energiesystems.

Bild: Fanni Fazekas

Gibt es laut ihren Modellen optimale Lösungen, um das Fortschreiten des Klimawandels in den Griff zu bekommen?
Optimale Lösungen hängen immer von Fall zu Fall ab. Aber wir können es drehen wie wir wollen:  Wir müssen weg von der Nutzung fossiler Brennstoffe. Das ist nichts Neues.

Und auf welche Energiequellen sollen wir setzen?
Erstens sollten künftig erneuerbare Energiequellen wie die Sonnen- und Windenergie sowie die Wasserkraft genutzt werden, die in Südtirol eine große Rolle spielt, und die Energie, die aus Biomasse gewonnen wird. Andere erneuerbare Energiequellen wie die Offshore-Windenergie, also die Erzeugung von Strom durch Windparks auf dem Meer, spielen derzeit zwar noch eine kleinere Rolle, aber auch diese können in Zukunft wachsen.
Zweitens ist es wichtig, dass der Wärme- und Verkehrssektor elektrifiziert wird. Das heißt, dass die Gasheizung beispielsweise mit einer elektrischen Wärmepumpe ersetzt und im Bereich Verkehr und Transport auf Elektromobilität gesetzt wird. Der Strom muss dabei aus erneuerbaren Energien gewonnen werden und nicht aus fossilen Energieträgern, sonst ist der Nutzen nicht so groß.  

Normalerweise stellst du deine Forschungsergebnisse Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftlern vor, beim Science Slam sind auch Laien dabei. Wie gehst du vor?
Wir müssen unsere Arbeit so einfach wie möglich präsentieren, sodass sie jeder versteht. Ein bisschen geübt bin ich schon darin, denn ich stelle die Ergebnisse unserer Forschung auch Politikerinnen und Politikern vor, die auch keinen wissenschaftlichen Background haben und anschließend über unsere Energiesysteme entscheiden müssen. Die Botschaften müssen da auch klar und einfach sein.

Petra Schwienbacher

mag große Hunde, ihre rote Rostlaube und Mamas Lasagne. Sie ist laut ihren Freunden immer lustig und labert gerne Blödsinn. Beim Schreiben kann sie aber auch ernst bleiben.
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Science Slam

Wissenschaft kann cool sein und Spaß machen. Diesen Beweis treten Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler beim Science Slam an, der erstmals in Bozen ausgetragen wird. An drei Abenden (20., 27. und 28. Oktober) gehört ihnen für jeweils zehn Minuten die Bühne, am Ende stimmt das Publikum über ihre Performance ab. BARFUSS stellt in dieser Reihe vorab drei dieser Wissenschaftler*innen und deren Forschungsfelder vor.

 

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