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Energie Wie die Stromversorgung der Zukunft aussieht

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

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Solarturmkraftwerk: Sechs Stunden Sonne reichen für die Versorgung der Welt

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.

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