Sonntag, 20. Januar 2019

Green-Energy-Megaprojekte So treiben Forscher die globale Energiewende an

Animiertes Modell: So könnte die Windinsel einmal aussehen, die Tennet und Partner in der Nordsee planen.

Bei der Landtagswahl in Bayern holten sie fast 18 Prozent, zwei Wochen später in Hessen waren es sogar beinahe 20 Prozent - die Partei der Grünen ist derzeit so populär wie nie seit der Gründung in den 1980er Jahren. Der Erfolg kommt nicht von ungefähr: Die angestammten Themen der Partei, also vor allem Umwelt sowie Nachhaltigkeit, rücken nach wie vor immer weiter ins Bewusstsein der Bevölkerung.

Das Ziel ist dabei klar: Die Umwelt soll als Lebensraum für künftige Generationen erhalten werden. Zudem soll es auf der Erde auch in den nächsten Jahrzehnten weiterhin die Möglichkeit zu Wachstum und Wohlstand geben, was unter anderem einen schonenden Umgang mit fossilen Energieträgern sowie die möglichst weitreichende Umstellung auf alternative Energiequellen erforderlich macht.

Das dies keine nationale Erkenntnis ist, zeigen nicht nur globale Vorhaben wie das Pariser Klimaabkommen, sondern beispielsweise auch die Fortschritte in der Automobilindustrie, wo Konzerne weltweit viele Anstrengungen sowie Milliardensummen in die Entwicklung nachhaltiger, umweltschonender Antriebe stecken.

In den verschiedensten Projekten arbeiten Ingenieure und Forscher weltweit daran, die globale Energiewende voranzutreiben. Hier einige Beispiele:

1. Solarstraßen: Die Entwicklung der Photovoltaik, bei der Strom aus Sonnenenergie gewonnen wird, ist bereits weit fortgeschritten. Ein Problem ist jedoch, dass diese Technik umfangreiche Flächen in Beschlag nimmt, auf denen die Solarkollektoren installiert werden. Flächen, die in einer Welt mit stetig wachsender Bevölkerung zu einer immer knapper werdenden Ressource werden.

Warum also nicht Flächen zur Erzeugung von Solarstrom einsetzen, die gleichzeitig anderweitig genutzt werden können, beispielsweise als Straße für Fahrräder sowie Autos? Eine erste solche Solarstraße wurde bereits vor zwei Jahren in Frankreich in Betrieb genommen. Inzwischen gibt es weitere in China. Dort soll der erzeugte Strom dazu genutzt werden, Elektroautos aufzuladen - eine weitere sinnvolle Facette der nachhaltigen, umweltschonenden Entwicklung.

Der Kniff dabei: Die Solarstraßen bestehen aus verschiedenen Schichten. Zunächst werden auf einer grundlegenden Dämmschicht die Solarpaneele angebracht. Darüber befindet sich dann eine Schicht aus transparentem Beton, sodass selbst mittelgroße Lastwagen keinen Schaden an der empfindlichen Technik anrichten können.

2. Gigantische Stromspeicher: Damit die Energiewende erfolgreich verläuft, genügt es nicht, möglichst viel Strom aus neuen Energiequellen wie Wind oder Sonnenstrahlen zu erzeugen. Weil die Menge des Stroms, der aus solchen Quellen kommt, naturgemäß nicht immer exakt vorhersehbar ist, und weil auch die Nachfrage danach stark schwanken kann, werden zudem umfangreiche Speichermöglichkeiten benötigt. Auch daran arbeiten Wissenschaftler und Ingenieure bereits.

Gasspeicherung, Pumpspeicherwerke, Druckluftspeicher - Methoden zur Stromspeicherung gibt es verschiedene. Bei vielen sind die Möglichkeiten allerdings aufgrund von Effizienznachteilen oder Kapazitätsgrenzen eingeschränkt. Eine Hoffnung ruht daher auf dem sogenannten Redox-Flow-Verfahren, bei dem Strom in großen Mengen in chemischen Flüssigkeiten gespeichert werden kann. Die mit dieser Methode arbeitenden Akkumulatoren werden auch als Flüssigbatterien oder Nasszellen bezeichnet.

Verschiedene Großprojekte zur Nutzung des Redox-Flow-Verfahrens gibt es bereits. In Pfinztal bei Karlsruhe etwa hat das dortige Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie eine Anlage mit einer Kapazität von 20 Megawattstunden in Betrieb genommen. Der Oldenburger Energieversorger EWE sowie Wissenschaftler von der Universität in Jena wollen noch deutlich höher hinaus: Sie planen die weltgrößte Batterie, mit einer Kapazität von 700 Megawattstunden. Zur Orientierung: Mit dieser Menge an Energie ließen sich etwa 75.000 Haushalte einen Tag lang mit Strom versorgen.

3. Künstliche Windinseln in der Nordsee: Ein idealer Ort zur Erzeugung von Windenergie befindet sich auf hoher See, in der Nordsee zum Beispiel, wo es kaum Tage gibt, an denen sich kein Lüftchen bewegt. Das Problem ist nur: Windparks auf dem offenen Meer sind kostspielig, denn sie können nur mit großem Aufwand errichtet werden. Der Strom muss zudem von dort an Land gebracht werden, wo er letztlich gebraucht wird - auch das stellt eine logistische Aufgabe dar.

Der Stromnetzbetreiber Tennet sowie verschiedene Partnerfirmen arbeiten vor dem Hintergrund an einem Megaprojekt, welches gleich mehrere Probleme auf einmal lösen könnte: Sie wollen eine künstliche Insel mitten in der Nordsee errichten.

Die Insel soll verschiedene Offshore-Windparks miteinander vernetzen, deren Strom einsammeln und gebündelt an die richtigen Abnehmer in verschiedenen Nationen auf dem Festland verteilen. Auch eine Umwandlung des Stroms von Dreh- in Gleichstrom könnte bereits auf der Insel stattfinden, was die Effizienz des Transports aufs Festland deutlich erhöhen würde, wie Tennet-Sprecher Mathias Fischer gegenüber manager magazin online erläutert.

Zudem bestünde die Möglichkeit, auf einer solchen Insel Unterkünfte etwa für Arbeiter zu errichten, die die Offshore-Windparks bauen, warten oder reparieren, sowie Lager für eventuell benötigte Ersatzteile.

Das Potenzial der Windkraftnutzung auf hoher See ist groß, so Fischer. Bis zu 180 Gigawatt elektrischer Leistung könnten allein in der Nordsee erzeugt werden, sagt er. Zum Vergleich: Laut Bundesverband Windenergie beträgt die installierte Leistung der Windparks in Nord- und Ostsee bis 2020 vermutlich nicht mehr als 6,5 Gigawatt.

Die Zahlen zeigen: Die Entwicklung steht noch ganz am Anfang. Laut Tennet-Sprecher Fischer ist mit dem Baubeginn der Windinsel in der Nordsee nicht vor 2030 zu rechnen. Das Projekt werde jedoch intensiv vorangetrieben, so Fischer. Schließlich seien Großvorhaben dieser Art erforderlich, wenn die Klimaziele aus dem Pariser Abkommen ernsthaft erreicht werden sollen.

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