Studie erforscht die Sicherheit der Energieversorgung

Höhere Wassertemperaturen und niedrigere Wasserstände in Europa und in den Vereinigten Staaten. Eine neue Studie zeigt, dass der Rückgang der Erzeugung oder das vorübergehende Abschalten verschiedener thermoelektrischer Kraftwerken noch mehr Anlass zu Besorgnis geben. Auch dadurch steigen die Preise.

Die Studie, die in der Zeitschrift Nature Climate Change veröffentlicht wurde, wurde zum Teil durch zwei EU-geförderte Projekte finanziert: WATCH und ECLISE. WATCH („Water and Global Change „) erhielt fast 10 Mio. EUR unter dem Themenbereich“ Nachhaltige Entwicklung, globale Veränderungen und Ökosysteme “ (SUSTDEV) des Sechsten EU-Rahmenprogramms (RP6) und ECLISE („Enabling climate information services for Europe“) wird unter dem Themenbereich Umwelt des Siebten EU-Rahmenprogramms (RP7) in Höhe von 3,4 Mio. EUR unterstützt.

Forscher in Österreich, Deutschland, den Niederlanden und den Vereinigten Staaten schätzen, dass die Stromversorgung noch unsicherer wird, da im Zeitraum 2031-2060 die Kapazität zur thermoelektrischen (mit nuklearen oder fossilen Brennstoffen) Stromerzeugung in Europa auf 6% bis 19% und auf 4% bis 16% in den Vereinigten Staaten sinken wird. Das Hauptproblem wird ein Mangel an Kühlwasser sein. Aktuelle Daten zeigen, dass thermoelektrische Kraftwerke 78% und 91% der Elektrizität in Europa und den Vereinigten Staaten liefern. Die Forscher glauben, dass 90% der Ausfälle bei der Stromerzeugung im Schnitt um das Dreifache steigen werden.

Nach Angaben der Forscher ist der thermoelektrische Energie-Sektor einer der größten Verbraucher von Wasser im Vergleich zu anderen wasserverbrauchenden Sektoren. Sie sagten, dass obwohl ein Großteil dieses Wassers „recycelt“ wird, die Kraftwerke von gleichbleibenden Wassermengen, bei einer bestimmten Temperatur, abhängig sind, um sicherzustellen, dass sie sich nicht überhitzen. Deshalb setzen höhere Wassertemperaturen und geringere Verfügbarkeit von Wasser, was durch steigende Umgebungswassertemperaturen im Zusammenhang mit dem Klimawandel ausgelöst wird, die Stromversorgung stärker unter Druck.

Kraftwerke mit Durchlaufkühlung sind im Gegensatz zu Kraftwerken mit Kühltürmen besonders gefährdet. Dabei wird Wasser aus Flüssen, Seen und sogar aus dem Meer zur Kühlung in diese Kraftwerke gepumpt. Anschließend wird das Wasser zurückgeführt, oft bei Temperaturen, die höher liegen als bei der Wasseraufnahme. Damit taucht ein weiteres Problem auf: die nachgeschaltete thermische Verschmutzung.

„Höhere Strompreise und Versorgungsunterbrechung bergen erhebliche Gefahren für den Energiesektor und die Verbraucher. Doch ein weiteres Risiko ist die Umweltbelastung der Flussökosysteme durch steigende Wassertemperaturen, sie gefährden etwa die Lebenszyklen von Wasserorganismen“, sagte Michelle van Vliet vom Forschungszentrum der Universität Wageningen in den Niederlanden.

Derzeit gibt es strenge Umweltauflagen, wie viel Wasser entzogen und mit welcher Temperatur das Wasser aus Kraftwerken ausgestoßen werden darf. Doch entstehen Konflikte zwischen umweltpolitischen Zielen und der Energieproduktion, wenn warme Perioden mit niedrigen Wasserständen zusammenfallen.

Die Verringerung der Abhängigkeit von Süßwasser und die Ersetzung durch Salzwasser könnten Abhilfe schaffen, so Co-Autor Pavel Kabat, der früher an der Universität Wageningen arbeitete und jetzt Leiter des Internationalen Instituts für Angewandte Systemanalyse (IIASA) in Österreich ist. „Aber angesichts der Lebenserwartung von Kraftwerken und der Unmöglichkeit, diese an eine alternative Wasserquelle zu verlagern, ist dies keine unmittelbare Lösung. Sie sollte aber in der Infrastrukturplanung berücksichtigt werden“, so Professor Kabat. „Eine weitere Möglichkeit ist die Umstellung auf neue Gas-Kraftwerke, die effizienter als Kernkraftwerke oder konventionelle Kraftwerke sind und weniger Wasser benötigen.“

In dieser Studie wurden insgesamt 96 Kraftwerke (35 in Europa und 61 in den Vereinigten Staaten) bewertet.

Quelle: CORDIS / Internationales Institut für Angewandte Systemanalyse (IIASA)
Redaktion: 24.07.2012 von Aynur Sirin, VDI Technologiezentrum

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