Energiewende
Kohlekraftwerk: Klimawandel bringt Kühlwasser-Problem
Der Klimawandel macht den Atom-, Kohle- und Gaskraftwerken Europas zu schaffen: Blackouts und steigende Strompreise stehen bevor, da die Kühlsysteme unter dem Rückgang der Wassermenge in Flüssen und dem Anstieg der Wassertemperatur leiden, berichtet ein internationales Forscherteam in der Zeitschrift "Nature Climate Change". "Wärmekraftwerke wird man in Zukunft häufiger kurzfristig abschalten müssen. Die Situation ist ernst, decken sie doch in Europa derzeit 78 Prozent des Energiebedarfs", sagt Studienleiterin Michelle von Vliet von der Universität Wageningen.
13.06.2012
Foto: Dirk Suhm/pixelio.de
Wärmekraftwerke benötigen für ihren Betrieb hohe Temperaturdifferenz, die durch enorme Mengen von Kühlwasser - in großen Anlagen bis zu 100.000 Kubikmeter pro Stunde - erreicht wird. Viele AKWs und Kohlekraftwerke entnehmen es aus Flüssen oder Seen und führen den Großteil davon wieder dorthin zurück. Sie hängen jedoch empfindlich davon ab, dass die Wassermenge und -temperatur konstant sind - andernfalls droht eine Abschaltung, um die Überhitzung der Generatoren abzuwenden.
Genau diese beiden Voraussetzungen der Wassermenge und -temperatur sind angesichts des Klimawandels in Gefahr, zeigen die Forscher. Sie untersuchten dazu 96 Atom- und Kohlekraftwerke mit verschiedenen Kühlsystemen in Europa und den USA. Anhand von Projektionen zum künftigen Strombedarf und Modellen zu Temperaturen und Pegel der Flüsse ermittelten sie, was der Stromerzeugung zwischen 2031 und 2060 sowie von 2071 bis 2090 bevorsteht. Ein Szenario ging von wenig technischen Änderungen im Sektor aus, ein anderes von schneller Überführung in erneuerbare Energien.
Umwelt in Bedrängnis
Von 2031 bis 2060 sind infolge des Kühlwasser-Problems Einbußen in der Kapazität der Wärmekraftwerke von sechs bis 19 Prozent in Europa und von vier bis 16 Prozent in den USA zu erwarten, so das Ergebnis der Modellrechnungen. Die Wahrscheinlichkeit einer Drosselung der Kapazitäten um über 50 Prozent steigt bis 2040 um das 1,4-Fache, jener eines Rückschaltens um über 90 Prozent sogar um das Dreifache, da Hitzewellen zunehmen werden. "Besonders Südeuropa ist betroffen, da hier der stärkste Temperaturanstieg und auch der stärkste Rückgang beim Wasserstand der Flüssen bevorsteht", erklärt von Vliet. Stärker gefährdet sind aber auch Kraftwerke mit Durchlaufkühlung und ohne Kühlwasser-Recycling.
Die Situation könnte zulasten der Umwelt gehen, warnt die Expertin. "Derzeit regeln Wärmelastpläne die Menge des entnommenen Kühlwassers und die Maximaltemperatur bei dessen Rückführung streng, um das Umkippen des Wassers zu verhindern. Angesichts der künftig geringeren Wassermengen in den Flüssen sowie der Klimaerwärmung werden Konflikte zwischen Umweltauflagen und Energiebedarf sehr wahrscheinlich zunehmen." Werden ökologische Standards aufgeweicht, gefährde dies jene Lebewesen im Wasser, die sich bloß an bestimmte Wassermengen und -temperaturen anpassen können.
Vorrang für Erneuerbare
Die beste Lösung des Problems ist ein rascher Umstieg auf erneuerbare Stromproduktion: Sie benötigt meist kein Kühlwasser und kann den Klimawandel bei Verwendung nicht-fossiler Energieträger bremsen. "Die Verletzlichkeit des gesamten Systems würde dadurch sinken", betont von Vliet. Ein Hindernis ist, dass bestehende thermoelektrische Anlagen mit bis zu 60 Jahren Laufzeit sehr langlebig sind. Werden derartige Formen der Energiegewinnung weiter gebaut, sollte man sie besser an Küsten statt an Flüssen konzentrieren oder durch Kraftwerke höherer Effizienz ersetzen, raten die Forscher.
Genau diese beiden Voraussetzungen der Wassermenge und -temperatur sind angesichts des Klimawandels in Gefahr, zeigen die Forscher. Sie untersuchten dazu 96 Atom- und Kohlekraftwerke mit verschiedenen Kühlsystemen in Europa und den USA. Anhand von Projektionen zum künftigen Strombedarf und Modellen zu Temperaturen und Pegel der Flüsse ermittelten sie, was der Stromerzeugung zwischen 2031 und 2060 sowie von 2071 bis 2090 bevorsteht. Ein Szenario ging von wenig technischen Änderungen im Sektor aus, ein anderes von schneller Überführung in erneuerbare Energien.
Umwelt in Bedrängnis
Von 2031 bis 2060 sind infolge des Kühlwasser-Problems Einbußen in der Kapazität der Wärmekraftwerke von sechs bis 19 Prozent in Europa und von vier bis 16 Prozent in den USA zu erwarten, so das Ergebnis der Modellrechnungen. Die Wahrscheinlichkeit einer Drosselung der Kapazitäten um über 50 Prozent steigt bis 2040 um das 1,4-Fache, jener eines Rückschaltens um über 90 Prozent sogar um das Dreifache, da Hitzewellen zunehmen werden. "Besonders Südeuropa ist betroffen, da hier der stärkste Temperaturanstieg und auch der stärkste Rückgang beim Wasserstand der Flüssen bevorsteht", erklärt von Vliet. Stärker gefährdet sind aber auch Kraftwerke mit Durchlaufkühlung und ohne Kühlwasser-Recycling.
Die Situation könnte zulasten der Umwelt gehen, warnt die Expertin. "Derzeit regeln Wärmelastpläne die Menge des entnommenen Kühlwassers und die Maximaltemperatur bei dessen Rückführung streng, um das Umkippen des Wassers zu verhindern. Angesichts der künftig geringeren Wassermengen in den Flüssen sowie der Klimaerwärmung werden Konflikte zwischen Umweltauflagen und Energiebedarf sehr wahrscheinlich zunehmen." Werden ökologische Standards aufgeweicht, gefährde dies jene Lebewesen im Wasser, die sich bloß an bestimmte Wassermengen und -temperaturen anpassen können.
Vorrang für Erneuerbare
Die beste Lösung des Problems ist ein rascher Umstieg auf erneuerbare Stromproduktion: Sie benötigt meist kein Kühlwasser und kann den Klimawandel bei Verwendung nicht-fossiler Energieträger bremsen. "Die Verletzlichkeit des gesamten Systems würde dadurch sinken", betont von Vliet. Ein Hindernis ist, dass bestehende thermoelektrische Anlagen mit bis zu 60 Jahren Laufzeit sehr langlebig sind. Werden derartige Formen der Energiegewinnung weiter gebaut, sollte man sie besser an Küsten statt an Flüssen konzentrieren oder durch Kraftwerke höherer Effizienz ersetzen, raten die Forscher.
Quelle: UD / pte
