Wie die Klimakrise die Energieversorgung gefährdet Wissen & Umwelt | DW

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Wie die Klimakrise die Energieversorgung gefährdet Wissen & Umwelt |  DW

Ende Januar ergießen sich sintflutartige Regenfälle über Teile des südamerikanischen Bundesstaates Ecuador. Als Ergebnis in der östlichen Provinz Napo im Amazonasgebiet wird eine Ölpipeline schwer beschädigt – Tausende Liter Öl treten aus und verseuchen Wasser und Boden.

„Der Unfall ist eine Katastrophe für die Umwelt. Aber eine weitere Folge ist, dass auch Öl zur Energiegewinnung fehlt“, sagt Hans-Joseph Fell, Gründer der Denkfabrik Energy Watch Group, die eine weltweite Umstellung auf Erneuerbare untersucht Energien. „Die Folgen des Klimawandels wie Starkregen oder Trockenheit wirken sich sehr stark auf die Verfügbarkeit konventioneller Energien aus“, sagt Fell.

Rund eine Million Liter Öl liefen aus einer undichten Pipeline in den Amazonas-Regenwald in Ecuador

Konventionelle Energie: gering Widerstandsfähigkeit bei extremem Wetter

Gerade Rohöl ist extrem riskant, wie die jüngste Häufung von Ölunfällen zeigt. Die zunehmende Zahl von Extremwetterereignissen betrifft jedoch nicht nur das Öl. So müssen beispielsweise Atomkraftwerke in Hitzeperioden immer wieder gedrosselt werden, weil die Flüsse dann zu warm sind, um Kühlwasser zu entnehmen. Und die Rücklaufleitung der Kernkraftwerke würde das Flusswasser weiter erwärmen. mussteFrankreich im heißen Sommer 2018 vier Reaktoren gleichzeitig abschaltenIn Deutschland hieß es Kernkraftwerk Grohnde in Niedersachsen kurz vor dem Herunterfahren. Atomkraftwerke am Meer haben dieses Problem zwar nicht, aber der steigende Meeresspiegel könnte ihnen zur Gefahr werden.

Trockene Erde im Flussbett des Rheins bei Düsseldorf in Nordrhein-Westfalen, Deutschland

Im Sommer 2018 war der Rhein vielerorts nicht mehr schiffbar

Der extrem niedrige Wasserstand des Rheins im Sommer 2018 die Preise für Heizöl steigen stark an – wie vielen anderen Gütern konnte das Öl einfach nicht mehr per Schiff über den gesamten Fluss transportiert werden.

Extreme Trockenheit ist schädlich eben der Wasserkraft stark. Das hat globale Folgen: Infolge langer Hitzeperioden im Sommer 2021 in den USA und in weiten Teilen Lateinamerikas sind zahlreiche Stauseen nahezu versiegt. Das Wasserkraftwerk am Lake Mead nahe der US-Metropole Las Vegas produzierte im Juli 2021 rund ein Viertel weniger Strom als sonst.

Laut eine Analyse des Energiewirtschaftlichen Instituts der Universität zu Köln (EWI) Die geringe Stromerzeugung aus Wasserkraft in Lateinamerika im Jahr 2021 führte zu einer hohen Nachfrage nach verflüssigtem Erdgas aus den USA. Das Gas wurde auf dem amerikanischen Kontinent statt in Europa verkauft – und fehlt in diesem Winter aus den europäischen Gasspeichern.

Ein Kajakfahrer paddelt auf dem extrem niedrigen Lake Oroville in Kalifornien

Extremes Niedrigwasser am Lake Oroville in Kalifornien im Sommer 2021

Die Studie ergab auch, dass im Jahr 2021 aufgrund von starken Regenfällen und Überschwemmungen in Indonesien, schweren Stürmen in Australien und den Vereinigten Staaten sowie Überschwemmungen in China weniger Kohle abgebaut wurde. Dadurch sind die Gasnachfrage und damit auch die Gaspreise weiter gestiegen.

Der Finanzsektor investiert in Wind- und Solarenergie

„Im Gegensatz zu fossiler Energie ist die Stromerzeugung mit Wind- und Sonnenkraft widerstandsfähiger gegen Wetterextreme und damit krisenfester“, sagt Portfoliomanager Tim Bachmann. Er verwaltet den Clean-Technology-Fonds des Vermögensverwalters DWS Group. Der Fonds investiert vor allem in nachhaltige Energieerzeugung und effiziente Energienetze.

Die dezentrale Erzeugung von Wind- und Sonnenenergie erweist sich laut Bachmann als Vorteil bei extremen Wetterbedingungen. „Deshalb haben viele große Unternehmen in den USA, darunter Internetkonzerne, Autohersteller und andere, langfristige Stromverträge mit Betreibern von Wind- und Solarparks abgeschlossen.“ Es gibt auch viel weniger Wind- und Sonnenenergie Logistikprobleme, erklärt der Fondsmanager.

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Der Strom wird direkt aus Wind und Sonne erzeugt. Kohle, Öl, Gas oder Uran hingegen müssen erst zu den Kraftwerken transportiert und dort in Energie umgewandelt werden. Auf dem Weg zu den Kraftwerken lauern jedoch Transportrisiken.

Wie klimasicher ist Windkraft?

Aber was ist mit den Risiken Extremwetter für Windkraft oder Photovoltaik – zum Beispiel wenn Orkane über Windparks fegen?

Wichtig sei hier eine dezentrale Verteilung der Systeme, erklärt Martin Dörenkamper, Leiter der Abteilung Standortbewertung am Fraunhofer-Institut für Windenergiesysteme IWES. Müssten beispielsweise Anlagen im Norden vom Netz genommen werden, könnten Anlagen in anderen Regionen die Differenz ausgleichen.

„Und selbst bei einem starken Wintersturm müssen nur die Windkraftanlagen im Kern des Sturms abgeschaltet werden, nicht aber die am Rand des Windfeldes. Moderne Windkraftanlagen halten auch hohen Windgeschwindigkeiten stand.“ sagt Dorenkamper. Derzeit wird an Windtoleranzen von bis zu 200 Stundenkilometern gearbeitet.

Ein Lotsenboot passiert den Windpark am Wybelsumer Polder in Emden, Niedersachsen, Deutschland

Wenn ein Sturm auf Offshore-Anlagen trifft, können Windräder an der Küste in der Regel weiterdrehen

Ansonsten sind die Anpassungsmaßnahmen an den Klimawandel gering. Wo die Winter durch die Erderwärmung feuchter werden, wie in Skandinavien, müssen die Anlagen beheizt werden, um Eisbildung zu verhindern. In heißen Perioden ist mehr Kühlung erforderlich.

Die Photovoltaik trotzt auch Hagelkörnern

Auch bei der Energiegewinnung aus Solarstrom scheinen die Risiken aus den Folgen der Klimakrise nach heutigem Kenntnisstand beherrschbar. Um stärkeren Stürmen standhalten zu können, müssten auch die Unterkonstruktionen und Gestelle zukünftiger Anlagen verstärkt werden das Glas der Solarmodule, sagt Harry Wirth, zuständig für Photovoltaikmodule und KraftwerkeFraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE. Aber all das ist technisch machbar.

Ein Monteur steht in einem Photovoltaikpark in Deutschland

In Zeiten des Klimawandels müssen Photovoltaikanlagen an stärkere Stürme und Hagelstürme angepasst werden

Auch bei stärkerem Hagel – laut Rückversicherer Munich Re Eines der ohnehin schon deutlich gestiegenen Risiken in Europa durch den Klimawandel – die Solaranlagen würden vorbereitet, sagt Wirth. „Dazu werden die Module mit künstlichem Hagel beschossen und im Labor getestet. Mittlerweile kommen Hagelkörner mit einem Durchmesser von mindestens 2,5 und bis zu fünf Zentimetern zum Einsatz.“

Hitzebeständige Hochspannungsseile

Sowohl für konventionellen als auch für erneuerbaren Strom gilt: Er muss dorthin gebracht werden, wo er gebraucht wird – in Privathaushalte, Kommunen oder Industrieunternehmen. Das Stromnetz muss daher auch den Risiken der Klimakrise standhalten.

Eine Windkraftanlage steht neben Hochspannungsleitungen im Sonnenuntergang bei Seligenstadt in Bayern, Deutschland

Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien stellt die Netze vor große Herausforderungen

Mathias Fischer ist Pressesprecher des Stromnetzbetreibers Tennet. Die Gruppe betreibt das gesamte niederländische Hochspannungsnetz und ist der größte Netzbetreiber in Deutschland. „Aufgrund der steigenden Temperaturen setzen wir bei den Strommasten verstärkt auf sogenannte Hochtemperatur-Leiterseile. Sie können heißer werden als herkömmliche Kabel, ohne sich zu verbiegen“, erklärt Fischer.

Knackpunkt der Erneuerbaren: Netzstabilität und Speicherung

Die größte Herausforderung für die Industrie in Zeiten der Energiewende ist es, die Frequenz des Stromnetzes konstant bei 50 Hertz zu halten“, sagt Fischer. Mit konventionellen Kraftwerken geht das einfacher, weil sie immer dann hochfahren können, wenn Strom gebraucht wird – und pausieren, wenn schon genug Strom im Netz ist.Bei vielen dezentralen Anlagen, die je nach Wind- und Sonneneinfall unterschiedlich viel Energie erzeugen, sei das komplizierter, erklärt der Tennet-Sprecher.

Infografik Wasserstoff: Ein Energieträger mit Zukunft DE

Daher ist in Zeiten der Klimakrise der Netzausbau unerlässlich, um große Mengen Offshore-Windstrom in Regionen mit hohem Strombedarf zu transportieren. Andererseits müssten die Speichermöglichkeiten für erneuerbare Energie schnell erschlossen werden, etwa in Form von grünem Wasserstoff.

Die kann jederzeit in Energie umgewandelt werden, wenn Strom ist erforderlich. In Wasserstoff gespeichert ist regenerativ erzeugter Strom dann aber wieder anfälliger für die Folgen des Klimawandels – denn auch Stürme, Überschwemmungen oder Hitze können eine Gefahr für Wasserstofftanks oder Pipelines darstellen.