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Energie: Wie die Stromversorgung der Zukunft aussieht

von Wolfgang Kempkens

Sonnen-, Wind-, Wellen- und Fusionskraftwerke sollen in Zukunft die Stromversorgung der Welt sichern. Auch die Atomkraft hat noch lange nicht ausgedient.

Solarturmkraftwerk: Sechs Stunden Sonne reichen für die Versorgung der Welt
Solarturmkraftwerk: Sechs Stunden Sonne reichen für die Versorgung der Welt
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Bis auf ein paar Millionen Tonnen sind die Erdölvorräte erschöpft. Erdgas geht ebenfalls zur Neige, und Kohle, der 50 Jahre zuvor noch eine Reichweite von etwa 200 Jahren bescheinigt wurde, reicht nur noch für 50 Jahre, weil sie zunehmend in Kraftwerken verfeuert und von der chemischen Industrie eingesetzt wird. Zudem gehen große Mengen Kohle für die Produktion von Kraftstoffen drauf. Und die gewaltigen Vorräte an gefrorenem Erdgas in den Weltmeeren und den sibirischen Permafrostböden lassen sich nicht so schnell und umfassend nutzen wie erhofft.

So verzweifelt könnte die Situation der Menschheit zur Mitte dieses Jahrhunderts sein, wenn der weltweite Energieverbrauch weiterhin so drastisch steigt wie bisher. Der Weltenergierat erwartet bis 2050 eine Zunahme der jährlichen Nachfrage um fast 60 Prozent auf dann 220 Milliarden Megawattstunden.

Droht also der Kollaps der Weltwirtschaft? So weit muss es nicht kommen. „Die Energiemenge, die unser Fusionsreaktor Sonne innerhalb von sechs Stunden in die Wüstenregionen der Erde einstrahlt, entspricht dem Weltenergiebedarf eines ganzen Jahres“, sagt Professor Michael Düren vom II. Physikalischen Institut der Universität Gießen. Aus physikalischer Sicht werde es keine Energiekrise geben, so lange die Sonne scheint. Es müsse nur endlich gelingen, Solarenergie preiswert in elektrischen Strom umzuwandeln.

Solarzellen sind heute noch alles andere als Billigartikel. Ein ein bis zwei Quadratmeter großes Modul zur Produktion von einem Kilowatt Strom schlägt derzeit einschließlich Peripherie mit etwa 4000 Euro zu Buche – kein Wunder, dass sich in Italien, Spanien, aber auch hierzulande die Diebstähle von Anlagen häufen. Dabei hat die Solarindustrie in den zurückliegenden fünf Jahren die Produktionskosten bereits um 30 Prozent reduziert. Und Anton Milner, Vorstandschef des weltgrößten Solarzellenherstellers Q-Cells in Thalheim in Sachsen-Anhalt, sieht kurzfristig ein Kostensenkungspotenzial von weiteren 40 bis 50 Prozent. Der norwegische Hersteller REC schätzt, dass bis zum Jahr 2012 die Produktionskosten für Strom aus Sonnenenergie in südlichen Ländern auf fünf Cent pro Kilowattstunde sinken werden. In Deutschland hingegen wird dezentral erzeugter Solarstrom allen Preissenkungen zum Trotz selbst auf lange Sicht nicht konkurrenzfähig sein können. Ohne Importe wird es deshalb nicht gehen. Solarstrom aus den sonnenverwöhnten Regionen Südeuropas oder Nordafrikas ließe sich mithilfe von verlustarmen Übertragungstechniken (WirtschaftsWoche 16/2008) nach Mitteleuropa transportieren.

Alternative Energiequellen nutzen

Genau darum ging es Anfang Juli beim 1. Gießener Workshop zur SolarEnergiePartnerschaft mit Afrika. Die Idee: Gewaltige Parabolspiegel oder sogenannte Receiver an der Spitze eines Turms fangen die Wärme der Sonne ein und nutzen sie zur Erzeugung von Dampf, der in Turbogeneratoren in Strom verwandelt wird. Im vergangenen Jahr ging im US-Bundesstaat Nevada ein 64-Megawatt-Kraftwerk dieser Art ans Netz. Noch in diesem Jahr folgt in Spanien Andasol 1. Weltweit sind Anlagen dieser Art mit 9000 Megawatt im Bau oder geplant. Zum Vergleich: Die modernsten Kernkraftwerke produzieren gegenwärtig 1400 Megawatt.

Auch zur Erzeugung von Windenergie ist Deutschland nicht der optimale Standort. Im Nordatlantik und vor der Westküste Nordafrikas sorgen kräftige und vor allem stetige Winde für deutlich höhere Wirkungsgrade als Windgeneratoren hierzulande erreichen können. Die Technik ist allerdings auch noch entwicklungsfähig. Gearbeitet wird an Generatoren mit Hochtemperatur-Supraleitern, die bei gleicher Leistung mit weniger als der Hälfte an Gewicht auskommen. Siemens hat bereits einen solchen Generator gebaut.

Leichte Generatoren würden den Bau von Windkraftwerken auf hoher See wesentlich erleichtern: Fundamente ließen sich dann durch schwimmende Plattformen ersetzen, die lediglich mit Seilen am Meeresboden verankert werden.

Etwa 3,5 Prozent des Weltstromverbrauchs könnten ohne Belastung des Klimas mit Strom aus dem Meer gedeckt werden, haben Berechnungen des Heidenheimer Anlagenbauers Voith Siemens Hydro Power Generation ergeben. Er denkt dabei an die energetische Nutzung der Meeresströmungen, der Gezeitenwechsel sowie der Kraft der Wellen. Den Berechnungen ließ das Unternehmen auch gleich Taten folgen: Voith Siemens kaufte vor drei Jahren das schottische Unternehmen Wavegen, das auf der Insel Islay das weltweit erste Wellenkraftwerk zur Stromerzeugung betreibt. Im spanischen Baskenland bauen die Partner derzeit 16 Anlagen mit einer Gesamtleistung von 250 Kilowatt.

Auch ContiTech setzt aufs Meer. Die Niedersachsen sind an mehreren Entwicklungen beteiligt, unter anderem an Pelamis, einer 150 Meter langen neuzeitlichen Seeschlange. Sie besteht aus mehreren Segmenten, die sich im Wellengang gegeneinander verschieben. Diese Bewegungen übertragen sich auf Pumpen, die Hydrauliköl durch einen Turbogenerator pressen. Vor Portugal, das bis zum Jahr 2050 bis zu 30 Prozent seines Stroms aus Meeresenergie beziehen könnte, sollen zunächst drei dieser Seeschlangen mit einer Gesamtleistung von 2,3 Megawatt ausgelegt werden.

Unweit davon soll auch Wave Dragon heimisch werden. Der Wellen-Drache, entwickelt vom gleichnamigen dänischen Unternehmen, besteht – vereinfacht gesagt – aus einem Becken im Meer, das stetig von über den Rand schwappenden Wellen befüllt wird. Das Wasser, das durch eine Öffnung im Becken wieder herausläuft, treibt einen Turbogenerator an.

6 KommentareAlle Kommentare lesen
  • 06.03.2009, 12:18 UhrAnonymer Benutzer: dounia a

    es ist sehr interessant so was zu lesen und es ist ein toller berricht

  • 13.07.2008, 20:52 UhrAnonymer Benutzer: vandale

    Die Anbeterei von Sonne und Wind ist auf wenige Laender in Europa und Nordamerika konzentriert. Wenn sich diese Laender mit einer destruktiven Religion - der Oekoreligion - um ihren Wohlstand bringen ist dies fuer die Welt nicht sehr erheblich. Den Kraftwerksbauern schwimmen deshalb auch keine Felle davon. Uran wird dadurch nicht knapp. Persoenlich lebe ich in der arabischen Wueste. Hier kann man 1000 ende von Km fahren ohne oekoreligioese Solarkraftwerke oder Windmuehlen sehen zu muessen.
    Persoenlich moechte ich gerne irgendwann wieder in D leben.. allerdings ohne 1 Euro fuer einen l benzin oder einen horrenden Strompreis bezahlen zu muessen bei dem man bei jeder 100W birne in Panik geraet.

    bei einer Sonneneinstrahlung von 2500KW je M2 (Koenigreich Saudi Arabien) lassen sich bei 15% Wirkungsgrad etwa 350KWh im Jahr gewinnen. bei dem von dem Autor genannten Strompreis von 5c betraegt der Ertrag der Anlage etwa 18 Euro pro Jahr oder 90 Euro in 5 Jahren*. Eine Anlage mit 25ha, etwa 250.000 m2 erwirtschaftet etwa 22 Mio Euro. Damit lassen sich keine Zufahrtsstrasse, Stromzuleitung, 5 Km Wege, 10.000 Fundamente, Traeger, Stromleitungen, Transformator bezahlen. Die Solarzellen nehme ich mal als kostenlos an. Ein relaistischer Preis liegt ein Vielfaches hoeher. Warscheinlich bedarf es mehr Energie ein Solarkraftwerk zu errichten und zu betreiben als dieses je erzeugt.

    Vandale

    *Die einfache Paybackrechnung wird in den Unternehmen ueblicherweise mit max. 3 Jahren gerechnet.

  • 13.07.2008, 19:00 UhrAnonymer Benutzer: Sun Power

    leider wurde in dem Artikel vergessen, daß der gesamte bedarf an yellow cake, dem Ausgangsstoff für Uran schon in lanngfristigen Lieferverträgen verteilt ist. Zusätzlicher Ausbau der kernenergie bedeutet steigende Rohstoffkosten und teurer Strom. Wer an das Märchen der "billigen" Energie weiterhin glaubt, glaubt auch, daß man mit zuen Augen besser sieht. Nix gelernt, nix kappiert!
    hier ein paar Fakten:
    1. die Sonne beliefert uns in Deutschland mit ca. 1000 KWh/m² energie! Nur mal so zum Vergleich: das entspricht dem Verbrauch einer Persin/Jahr
    2. Moderne industrieländer zeichen sich dadurch aus, energie effizient nutzen zu können. das sichert ihr überleben und ist ein standortvorteil. potenzial: > 50%
    3. Folgekosten für Klimaveränderungen, Ernteausfälle, Unfälle, Völkerwanderungen, Krieg, Folter etc. aufgrund unseres jetzigen "billigen" Energieerzeugung mal kurz mit einrechnen...
    Fazit: Es geht ums Geld! leider und da schwimmen die Fälle der gelddruckmaschine für kernkraft und Co in eine andrere Richtung. Daher der ganze Aufstand. Gut daran ist, die regenerativen werden so ernst genommen, daß die "old economy" nun mit allen Mitteln kämpfen muss. Wir nehmen es als Lob für die branche!

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