Kraftlose Stürme: Jetstreams taugen nicht als Energiequelle

Kraftlose Stürme: Jetstreams taugen nicht als Energiequelle

, aktualisiert 07. Dezember 2011, 12:16 Uhr
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Drachen mit Rotoren sollen als Windräder in Atmosphärenschichten aufsteigen, in denen Jetstreams wehen. Doch die hier als Fotomontage gezeigte Technik hat ihre Schattenseiten.

Quelle:Handelsblatt Online

Sie gelten als mögliche Energiequelle der Zukunft: Jetstreams – schnelle Winde in der oberen Erdatmosphäre. Doch die Strahlströme liefern offenbar weniger erneuerbare Energie als bislang angenommen.

DüsseldorfDer Energiemix der Zukunft muss wahrscheinlich anders zusammengesetzt sein, als es sich manche Visionäre derzeit vorstellen. Denn aus Jetstreams, die mit hohen Windgeschwindigkeiten durch die obere Atmosphäre fegen, lässt sich deutlich weniger Energie gewinnen, als bisher geschätzt. Zu diesem Ergebnis kommen Forscher des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena.

In den Jetstreams bewegt sich die Luft in Höhen zwischen 7 und 16 Kilometern mit kontinuierlichen Geschwindigkeiten von über 90 Kilometer pro Stunde. Angesichts dieser hohen Geschwindigkeiten wurden diese Winde bislang als nahezu unerschöpfliche Quelle erneuerbarer Energie gehandelt. Bereits heute fließen umfangreiche Investitionen in Techniken, die diese Quelle anzapfen sollen.

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Tatsächlich ist die Energie der Strahlströme aber eng begrenzt. Sie werden, wie auch die anderen Wind- und Wettersysteme der Erde, dadurch erzeugt, dass die Sonneneinstrahlung die Tropen stärker aufheizt als die Polargebiete. Ein Temperaturunterschied in der Atmosphäre bewirkt wiederum ein Gefälle im Luftdruck, das die Antriebskraft des Windes ist.

Aus der meteorologischen Forschung ist zudem bekannt, dass die Strahlströme so schnell sind, weil sie in der oberen Atmosphäre fern von der Erdoberfläche entstehen. Daher sind sie fast keiner Reibung ausgesetzt. Folglich braucht es nur wenig Energie, um sie anzutreiben und aufrecht zu erhalten.

„Genau dieser geringe Energiebedarf ist es, der das Potential zur Nutzung als erneuerbare Energiequelle begrenzt“, erklärt Axel Kleidon, Leiter der unabhängigen Max-Planck-Forschungsgruppe Biosphärische Theorie und Modellierung.


Das gesamte Klimasystem würde sich verlangsamen

Kleidons Gruppe berechnete mithilfe von Klimasimulationsmodellen die maximale Rate, mit der aus der globalen Atmosphäre Windenergie entzogen werden kann. Demnach erzeugen die Strahlströme nur eine Leistung von 7,5 Terawatt – 200-mal weniger als vorherige Studien ermittelten. Zum Vergleich: Der Primärenergiebedarf der gesamten Menschheit belief sich im Jahr 2010 auf rund 17 Terawatt.

Die Max-Planck-Forscher untersuchten auch, wie sich das Klima verändern würde, wenn Strahlströme im großen Stil als erneuerbare Energiequelle angezapft würden: Jede Windturbine baut einen Widerstand auf, um Windenergie letztlich in Strom umzuwandeln. Daher ändert sich die Kräftebilanz der Strahlströme, sobald diese Energie entzogen wird.

Würden die gesamten 7,5 Terawatt abgegriffen, verschwände das Druckgefälle zwischen der Äquatorregion und den Polen und das gesamte Klimasystem würde sich verlangsamen. „Wenn wir in der Atmosphärenschicht, in der die Strahlströme vorkommen, durch Windturbinen 7,5 Terawatt entnähmen, würden in der Atmosphäre insgesamt rund 300 Terawatt weniger Energie erzeugt“, erläutert Lee Miller, Erstautor der Studie. „Dies würde die Temperatur und das Wetter drastisch beeinflussen.“

Zu wenig Windkraft und zu viel Risiko – die schnellen Winde dürften zum künftigen Energiemix weniger beitragen, als manche hofften: „Unsere Erkenntnisse zeigen, dass das Potenzial der Strahlstöme als erneuerbare Energiequelle überschätzt wurde“, so Kleidon. „Wir müssen zudem sorgfältig untersuchen, wie sich umweltfreundlich erscheinende Technologien der erneuerbaren Energiegewinnung im gesamten Erdsystem auswirken.“

Quelle:  Handelsblatt Online
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