Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen ...
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114<br />
Das größte Pumpspeicher-Kraftwerk in Deutschland ist Goldisthal (Inbetriebnahme 2003/4) mit ca. 19.000<br />
bzw. 12.000 Millionen Kubikmeter Wasservolumen für das Unter- <strong>und</strong> das 350 m höher gelegene Oberbecken.<br />
Seine elektrische Produktionskapazität beträgt ca. 8,5 GWh bei max. 1,06 GW Leistung. Insgesamt<br />
verfügt das deutsche Stromnetz über 33 Pumpspeicherkraftwerke mit einer maximalen Leistung von 7 GW<br />
(weltweit sind es 90 GW), wobei die Speicherkapazität ca. 50 GWh entsprechend r<strong>und</strong> 6 St<strong>und</strong>en<br />
Volllastbetrieb beträgt. Der große Vorteil dieser Kraftwerke gegenüber thermischen Kraftwerken ist ihr<br />
schnelles Anlaufvermögen – Volllast kann in wenigen Minuten erreicht werden. Deshalb werden sie u.a. für die<br />
Bereitstellung von Regelenergie (ca. 7,5 TWh pro Jahr) genutzt, wobei allerdings das Hochpumpen des<br />
Wassers ca. 15–30% der eingesetzten elektrischen Energie 2 verbraucht. Auch Fließwasserkraftwerke tragen<br />
da<strong>zu</strong> bei, die Regellast ab<strong>zu</strong>decken.<br />
Fließwasserkraft <strong>und</strong> Stauseen erzeugen keine CO2-Emmissionen im laufenden Betrieb <strong>und</strong> bieten wie<br />
Pumpspeicherkraftwerke einen wirtschaftlich günstigen <strong>und</strong> ausfallsicheren Betrieb mit relativ geringen<br />
Wartungserfordernissen <strong>und</strong> einer schnellen Anpassung der erzeugten Leistung an Erfordernisse. Generell hat<br />
Wasserkraft ein sehr geringes Sicherheitsrisiko. Nachteile sind die starke Veränderung <strong>und</strong> teilweise<br />
Beeinträchtigung der Landschaft <strong>und</strong> Umwelt <strong>und</strong> geringe Akzeptanz von Neuprojekten, die mögliche<br />
Beeinträchtigung der Schifffahrt auf Wasserwegen <strong>und</strong> hohe Investitionskosten.<br />
7.2 Meeresenergie<br />
7.2–a Wellenenergie<br />
Bei der Wellenenergie wird die potenzielle Energie der Welle genutzt, die von der Differenz der Wassermassen<br />
in Wellenberg <strong>und</strong> Wellental bestimmt ist. Treibende Kraft ist der Wind, deshalb entsprechen sich im<br />
Allgemeinen die Gegebenheiten für Wind- <strong>und</strong> Wellenenergie in Seegebieten. Unter Tiefwasserverhältnissen<br />
bei in der Deutschen Bucht typischen mittleren Wellenhöhen von 1,5 m <strong>und</strong> Wellenlängen von ca. 50 m<br />
bieten Wellen eine durchschnittliche Leistung von ca. 10 kW pro Meter laterale Ausdehnung bzw. erfordern<br />
einen Flächenbedarf von 1 m 2 pro installiertes kW Kraftwerksleistung 3 . Um ein GW unter diesen Bedingungen<br />
<strong>zu</strong> erzeugen, müsste ein Wellenkraftwerk demnach eine Länge in der Größenordnung von 100 km<br />
haben, die zwar gefaltet werden kann, aber dabei muss berücksichtigt werden, dass <strong>zu</strong>m Aufbau des<br />
Wellenganges eine Windwirklänge von typisch einigen -zig Kilometern erforderlich ist. Bei „Wellenenergieparks“<br />
(entsprechend Windparks) in dichter Reihenanordnung werden also die in Luv stehenden Energiewandler die<br />
anderen abschatten, sofern sie einen merkbaren Teil der Wellenenergie entnehmen. Da die Leistung in etwa<br />
mit der zweiten Potenz der Wellenhöhe steigt (in Flachwasser ist die Potenz ca. 2,5) 4 , steht im Winter mit<br />
s<strong>einem</strong> stürmischeren Wetter deutlich mehr Energie <strong>zu</strong>r Verfügung als im Sommer <strong>und</strong> Standorte mit<br />
generell stärkerem Wellengang (i.A. in höheren geographischen Breiten) sind vorteilhaft. Bei 5 m Höhe<br />
beträgt die Wellenleistung bereits ca. 140 kW pro Meter laterale Wellenausdehnung; bei 21 m wären es<br />
3,8 MW – allerdings muss das bei Sturm im Tiefwasser sehr ausgeprägte breite Spektrum in Wellenhöhe<br />
<strong>und</strong> -länge bedacht werden. In deutschen Gewässern herrschen eher niedrige Werte vor. Großtechnisch ist<br />
Wellenkraft deshalb für Stromerzeugung in Deutschland gegenwärtig von geringerem Interesse, aber andere<br />
Regionen in Europa, z.B. Schottland, die portugiesische Atlantikküste oder die Biscaya, verfügen über ein<br />
attraktives Leistungsangebot.<br />
Bei Anlagen im Brandungswellenbereich mit einer durchschnittlichen Wellenamplitude von 2 m können ebenfalls<br />
ca. 10 kW pro m Küstenlinie bei <strong>einem</strong> Wirkungsgrad von 30% erwartet werden. Solche Anlagen lassen<br />
2<br />
Quelle: ESA, http://www.electricitystorage.org/site/technologies/pumped_hydro/<br />
3<br />
Quelle: U. Leipzig. Dies ist eine grobe Abschät<strong>zu</strong>ng der Nettofläche des Energiewandlers.<br />
4 Graw, K.-U. Wellenenergie http://www.uni-leipzig.de/~grw/lit/texte_099/40__1995/m8.pdf
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