Stromerzeugung und Wasserverbrauch

Segment-ID: 10527
Wasserverbrauch in Kraftwerken

(02.03.06) Fünfmal mehr als in Haushalten weiter lesen

Segment-ID: 4999

Stromerzeugung, Wasser und erneuerbare Energien

(23. Dezember 2004) - Durch maßlose Übernutzung gefährden wir weltweit die natürliche Versorgung mit unserem wichtigsten Gut - dem Wasser. Mit seiner zunehmenden Verknappung scheinen Konflikte ums Wasser - vielleicht Kriege - für dieses Jahrhundert vorprogrammiert. Doch welche Rolle spielt Energie in der sich abzeichnenden Wasserkrise? Und könnten erneuerbare Energien dazu beitragen, die Krise zu entschärfen?
Von Ole van Uexküll.
Wasserverbrauch und Wasserverschmutzung

Unser fossil-nukleares Energiesystem verbraucht und verschmutzt Wasser entlang seiner gesamten Ressourcenketten: Bei der Ölförderung wird Wasser zur Erhöhung des Förderdrucks in Ölquellen gepumpt. Transport und Förderung von Kohle und Gas, ebenso wie der nukleare Brennstoffkreislauf, verbrauchen große Wassermengen. Der Abbau von Kohle senkt außerdem vielerorts den Grundwasserspiegel. Durch Pipelineleckagen, Tankerhavarien und radioaktive Emissionen aus Wiederaufarbeitungsanlagen wird Wasser in großem Stil kontaminiert.

Die Tabelle zeigt den Wasserverbrauch von unterschiedlichen Techniken der Stromproduktion. Konventionelle Kohle-, Gas- oder Atomkraftwerke haben einen immensen Verbrauch, da sie Wasser zur Kühlung benutzen und dabei große Mengen verdunsten. In den USA stehen diese Kraftwerke für 39 Prozent der Wassernutzung (*) und für 3,3 Prozent des gesamten Wasserverbrauchs - damit verbrauchen sie mehr Wasser als jede andere Industrie!

(* Bei der Wassernutzung wird das gesamte entnommene Wasser betrachtet, auch wenn es wieder zurückgeführt wird. Der Wasserverbrauch von Kraftwerken bezieht sich nur auf das verdunstete Wasser.)

Wie sehr die Wasserverdunstung der Großkraftwerke die natürliche Wasserbalance einer Region stört, hängt vom Klima der Region und der Quelle des Kühlwassers ab. Die meisten Kraftwerke verwenden Süßwasser, obwohl die Verwendung von Meerwasser nicht mit menschlichen Bedürfnissen konkurrieren würde. In den zahlreichen Trockenregionen der Welt ist die Verfügbarkeit von Süßwasser ein begrenzender Faktor jeglicher menschlicher Aktivität, von der Landwirtschaft über die industrielle Entwicklung bis hin zur Gesundheitsversorgung. Jedes neue Großkraftwerk steht dort in Konkurrenz zu diesen lebenswichtigen Aktivitäten.

Tabelle Wasserverbrauch der Stromproduktion

Wasserknappheit durch Klimawandel

Hinzu kommt, dass das Verbrennen fossiler Energieträger zu Emissionen von Kleinstpartikeln führt, die Regenfälle verhindern. Eine Studie von Satellitenbildern im Wissenschaftsmagazin "Science" von 2000 hat gezeigt, dass Wolken entlang der Rauchfahnen von Kohlekraftwerken keinen Regen mehr produzieren. Die Forscher vermuten, dass die Kleinstpartikel die Bildung von Regentropfen in den Wolken verhindern. Neben diesen lokalen Wettereffekten trägt das Verbrennen fossiler Energieträger auch zur globalen Klimaveränderung bei.

Klimaforscher sind sich einig, dass mit dem Treibhauseffekt die Anzahl extremer Wetterlagen zunehmen wird. Es wird also häufigere Unwetter, aber auch zunehmend Wassermangel geben. Während der Hitzewelle in Europa im August 2003 mussten schon mehrere deutsche Atomkraftwerke heruntergefahren oder ganz abgeschaltet werden, weil die Flüsse nicht mehr genug Wasser für den enormen Kühlwasserbedarf führten.

Wind- und Sonnenenergie verbrauchen kein Wasser

Wie man in der Tabelle sieht, verbrauchen zwei der wichtigsten Erneuerbare-Energie-Techniken (Photovoltaik und Windkraft) im Betrieb praktisch kein Wasser. Damit können sie entscheidend dazu beitragen, die zunehmende weltweite Wasserkrise zu entschärfen. Ebenso wichtig ist die Tatsache, dass erneuerbare Energien ideal dazu geeignet sind, Wasserversorgung - insbesondere in Dürreregionen - zu betreiben. Mehr als eine Milliarde Menschen haben heute keinen Zugang zu sauberem Trinkwasser. Viele von ihnen leben in Gegenden, die nicht an das Stromnetz angeschlossen sind. Doch jede Wasserversorgung benötigt Energie: zum Heraufpumpen von Grundwasser, zum Transport, zur Aufbereitung und schließlich zur Reinigung von Abwasser.

Wasserversorgung mit erneuerbaren Energien

Erneuerbare Energien werden schon heute in vielen Entwicklungsländern erfolgreich dazu eingesetzt, um die nötige Energie für die Wasserversorgung zu liefern - unabhängig vom allgemeinen Stromnetz. Dabei hat sich Sonnenenergie als besonders geeignet erwiesen. Denn Gebiete, in denen große Wasserknappheit herrscht, sind meist genau diejenigen, in denen die Sonne besonders viel und besonders intensiv scheint.

So betreiben beispielsweise 1.700 Bauern im nordindischen Bundesstaat Punjab ihre Bewässerungspumpen mit photovoltaischen Solarzellen (siehe Foto). Auch die GTZ, Träger der deutschen Entwicklungshilfe, hat solare Wasser- versorgungssysteme erfolgreich in sieben Ländern in Südamerika, Asien und Afrika getestet.

Wasserpumpe mit Solarbetrieb

Im indischen Bundesstaat Punjab betreiben schon 1700 Bauern solare Wasserpumpen.

Entsalzung von Meerwasser

Da Trinkwasser weltweit immer knapper wird, hat die Entsalzung von Meer- oder Brackwasser in den vergangenen Jahren zunehmend an Bedeutung gewonnen - ein Prozess, der große Mengen an Energie verbraucht. So hat China bereits Marokko Hilfe beim Bau eines kleinen Atommeilers angeboten: Zum Umwandlung von Meerwasser in Süßwasser, mit dem die Wüste begrünt werden soll. In der Golfregion werden stattdessen enorme Mengen an Öl für die Meerwasserentsalzung verfeuert.

Doch auch hier bieten erneuerbare Energien die besseren Optionen: So ließe sich zum Beispiel in den sonnenreichen Ländern Nordafrikas die Produktion von Strom und Trinkwasser ideal kombinieren, indem solarthermische Kraftwerke zur Destillation von Meerwasser genutzt werden. Auf den Kanarischen Inseln werden schon seit einigen Jahren Entsalzungsanlagen erfolgreich mit Windkraft betrieben. Dass der Wind manchmal nicht weht, ist dabei kein Problem: Das produzierte Trinkwasser lässt sich einfach in Tanks speichern.

Entwicklungsziele der UN

Weltweit werden derzeit große Anstrengungen unternommen, die globale Wasserkrise, wenn auch nicht mehr zu verhindern, so doch wenigstens abzuschwächen. So soll im Rahmen der Millennium-Entwicklungsziele der UN die Anzahl der Menschen ohne Zugang zu sauberem Trinkwasser bis zum Jahr 2015 halbiert werden. Doch der Wasserverbrauch der Großkraftwerke wird von den nationalen wie internationalen Programmen bisher schlichtweg ausgeklammert. Jede ernsthafte Strategie gegen die globale Wasserkrise müsste verhindern, dass das fossil-nukleare Energiesystem die weltweite Wasserknappheit noch weiter verschärft und sollte stattdessen die Chance ergreifen, mit Hilfe erneuerbarer Energien auch in den entlegensten und ärmsten Gebiete eine nachhaltige Wasserversorgung aufzubauen.

Die verlorene Tasse beim Teewasser-Kochen

Kocht man Teewasser mit einem Wasserkocher, dann stellt sich dieser automatisch ab, sobald das Wasser zu kochen beginnt: Schließlich soll er das Wasser erwärmen, aber es nicht verdunsten. Doch es lohnt sich, hier einmal genauer hinzuschauen: Verdunstet wirklich kein Wasser? Nehmen wir an, wir erwärmen einen Liter Wasser von 20 auf 100 Grad Celsius. Dafür benötigt der Wasserkocher ungefähr 0,1 Kilowattstunde Strom. Aus der Tabelle links geht hervor, dass die Erzeugung einer Kilowattstunde (kWh) Strom in einem Kohle- oder Atomkraftwerk zwei bis drei Liter Wasser verbraucht. Für die Produktion von 0,1 Kilowattstunde werden also 0,2 bis 0,3 Liter Wasser vom Kraftwerk verdunstet. Das bedeutet: Wenn sich der Wasserkocher automatisch abstellt und wir beim Aufgießen unseres Tees denken, es sei kein Wasser verschwunden, hat das Kraftwerk schon eine ganze Tasse Wasser verdunstet - nur für die Erzeugung des Stroms!

Segment-ID: 3778
Wasserverbrauch von Kraftwerken

12.06.2004 Angaben von Ole von Uexküll weiter lesen

Segment-ID: 3190