Erneuerbare Energie sicher produzieren und nutzen
Author: Matthias Gaul
Ob Photovoltaik, Windenergie, Biogas, grüner Wasserstoff oder andere nachhaltige Technologien und Energieformen: Die Kraftwerke der Zukunft sind grün. Und deren Zahl wächst weltweit rapide. Für die gesellschaftliche Akzeptanz müssen aber nicht nur die Leistungsfähigkeit, Wirtschaftlichkeit und Praktikabilität, sondern vor allem auch die Sicherheit der Anlagen und Systeme gewährleistet sein.
Das Projekt hat wahrlich gigantische Ausmaße: In Indien baut die Adani Gruppe zurzeit das nach eigenen Angaben weltweit größte Kraftwerk für erneuerbare Energien. Nach der geplanten Fertigstellung im Jahr 2029 soll der Khavda Renewable Energy Park eine Spitzenleistung von 30 Gigawatt elektrischen Strom aus Sonnenenergie generieren. Zum Vergleich: Der aktuell größte Solarpark in Deutschland, der 2024 bei Borna in Sachsen in Betrieb genommen wurde, hat eine Spitzenleistung von gerade mal 0,65 Gigawatt. Die in der Salzwüste im westindischen Staat Gujarat realisierte neue Anlage erstreckt sich auf einer Fläche von annähernd 540 Quadratkilometern und wird damit mehr als fünfmal so groß wie Paris sein. Geplant ist, dass die Anlage genug Strom für 16 Millionen Haushalte erzeugt. Bis 2032 sollen laut Indiens nationalem Elektrizitätsplan 44 Prozent des Stroms von erneuerbaren Energien produziert werden.
Dank große Solarkraftwerke wächst die Ökostrom-Kapazität
Weltweit könnten sich bis 2030 die Ökostrom-Kapazitäten nahezu verdreifachen. Das besagt zumindest eine Analyse der Internationalen Energieagentur. Dabei sollen auf die Photovoltaik 80 Prozent des globalen Wachstums an erneuerbaren Kapazitäten entfallen. Ausschlaggebend hierfür sei neben der steigende Zahl von Solaranlagen auf Dächern von Unternehmen und Haushalten insbesondere die Errichtung neuer großer Solarkraftwerke. Maßstäbe dürfte in dieser Hinsicht auch der Australian Renewable Energy Hub setzen. Im Rahmen des ursprünglich als Asian Renewable Energy Hub gestarteten und mehrfach überarbeiteten Konzepts sollen in der Region East Pilbara im Nordwesten von Australien 26 Gigawatt Wind- und Solarstrom erzeugt werden, um per Elektrolyse grünen Wasserstoff und daraus wiederum grünes Ammoniak herzustellen.
„Als wichtiger Baustein für eine klimaneutrale Zukunft wird grüner Wasserstoff immer stärker Einzug in unseren Alltag halten“, sagt Philip Sulz, Leiter „Erneuerbare Energien“ bei der DEKRA Automobil GmbH. Gleichzeitig präsentieren sich seiner Ansicht nach grüner Wasserstoff und seine Derivate aufgrund ihres breitgefächerten Anwendungspotenzials als sektorenübergreifende Lösungen für eine nachhaltige Wirtschaft – sei es als universell einsetzbarer Energiespeicher, Treibstoff für Schiffe und Flugzeuge oder Ausgangsrohstoff und Energievektor in der Industrie.
Ausbau der Windenergie
Um die ambitionierten Klimaziele unter anderem der EU zu erreichen, wird zweifelsohne auch der Ausbau der Windenergie weiter zunehmen. In der Lausitz entsteht dabei aktuell die bis dato höchste Windenergieanlage der Welt. Das von der Unternehmensgruppe Gicon entwickelte und in Schipkau gebaute Windrad wird bis zum Mittelpunkt des Rotors 300 Meter hoch sein, bis zur Rotorblattspitze 365 Meter. Nach Angaben der Unternehmensgruppe lässt sich bei einer Nabenhöhe von 300 Metern 60 bis 70 Prozent mehr Energieausbeute erreichen als mit normalhohen Windrädern, da der Wind in dieser Höhe stärker und beständiger weht. Die Anlage soll bis zu 8.000 Haushalte mit Strom versorgen können.
Die derzeit leistungsstärkste schwimmende Windenergieanlage der Welt ist erst im Dezember 2024 in der chinesischen Provinz Hainan in Betrieb gegangen. Die von Mingyang Smart Energy konzipierte Zwillings-Turbinen-Plattform namens OceanX. Zu den Besonderheiten der Anlage gehört laut Mingyang unter anderem, dass zwei Rotoren in einem Winkel von 120 Grad zueinander angeordnet sind und sich gegenläufig drehen, was zu einer optimierten Strömung des Windes und einer effizienteren Energiegewinnung führen soll. Studien hätten gezeigt, dass die OceanX-Anlage bis zu 20 Prozent mehr Strom produzieren kann als herkömmliche Offshore-Windenergieanlagen. Mit einer prognostizierten Jahresleistung von über 60 Gigawattstunden kann die Anlage den Strombedarf von bis zu 15.000 Haushalten decken.
Intelligentes Zusammenspiel von Solar- und Windenergie
Angesichts der immer weiter steigenden Investitionen in Kraftwerke auf der Basis erneuerbarer Energien gingen die Fachleute von „Energiesysteme der Zukunft“ (ESYS) – einer gemeinsamen Initiative der Deutschen Akademie der Technikwissenschaften, der Nationalen Akademie der Wissenschaften Leopoldina und der Union der deutschen Akademien – der Frage nach, ob in Zukunft überhaupt noch rund um die Uhr laufende Grundlastkraftwerke wie zum Beispiel Kernkraftwerke, geothermische Kraftwerke oder Erdgas-Kraftwerke mit CO2-Abscheidung für eine zuverlässige klimaverträgliche Stromversorgung erforderlich sind. Die Experten zeigen sich fest davon überzeugt, dass dies auch durch das Zusammenspiel von Solar- und Windenergie mit Batteriespeichern, einem flexiblen Stromverbrauch und nur bei Bedarf laufenden Residuallastkraftwerken möglich ist. „Durch den Ausbau der erneuerbaren Energien sowie der europäischen Strom- und Wasserstoffnetze lassen sich voraussichtlich der Strombedarf und der größte Teil des Wasserstoffbedarfs innerhalb Europas decken“, heißt es in dem Anfang Dezember 2024 veröffentlichten ESYS-Impulspapier.
Welche Technologien im Kampf gegen den Klimawandel auch immer zum Einsatz kommen - „Die Sicherheit für die Mitarbeitenden ebenso wie die Sicherheit der jeweiligen Anlagen sind entscheidende Faktoren für eine nachhaltige Energieversorgung“, betont Falk Rosenlöcher vom technischen Produktmanagement Windenergieanlagen, Wasserstofftechnik und PV-Solar bei der DEKRA Automobil GmbH. „Unser umfassendes Leistungsportfolio von der Unterstützung im Genehmigungsverfahren nach dem Bundes-Immissionsschutzgesetz über die Gestellung von Sicherheits- und Gesundheitsschutz-Koordinatoren bei der Errichtung bis zur Inbetriebnahme- und den wiederkehrenden Prüfungen nach der Betriebssicherheitsverordnung ist stets auf die spezifischen Anforderungen zugeschnitten“, sagt der Experte. Die einzelnen Dienstleistungen würden ganz wesentlich dazu beitragen, die technischen und rechtlichen Anforderungen zu erfüllen, die Risiken zu minimieren und die Effizienz der Projekte zu maximieren.