Die Zukunft der Meere ? zu warm, zu hoch, zu sauer - WBGU

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5 CO 2 -Speicherung im Meer und im Meeresboden
Kasten 5.3-2
Erneuerbare Energien aus dem Meer
Der Ozean bietet über seine Rolle im Klimasystem hinaus
Optionen, die anthropogene Klimaerwärmung auch aktiv
zu mindern. Einerseits kann die verstärkte Nutzbarmachung
erneuerbarer Energien aus dem Meer fossile Energieträger
substituieren und somit die CO2-Emissionen verringern.
Andererseits kann das Meer durch die CO2-Spei cherung in geeigneten geologischen Formationen im Meeresboden
eine zusätzliche anthropogene Senke für dieses
Treibhausgas bieten. Im Folgenden werden kurz die Potenziale
für erneuerbare Energien aus dem Meer vorgestellt
und dann ein grober Vergleich der jeweiligen Kosten dieser
beiden Optionen vorgenommen.
Potenziale erneuerbarer Energien des Meeres
Auf die Meere entfällt durch ihren Anteil an der Erdoberfläche
gut 70% der solaren Einstrahlung und fast 90% der
Windenergie (Czisch, 2005). Sie halten damit den größten
Teil der weltweiten Ressourcen an erneuerbaren Energien
bereit. Technisch und wirtschaftlich nutzbar sind aus heutiger
Sicht jedoch nur Bruchteile dieses theoretisch vorhandenen
Energieangebots. Das Potenzial wird zusätzlich
dadurch verringert, dass es gerade entlang der dicht besiedelten
Küsten vielfältige konkurrierende Nutzungen gibt.
Weiter wird das nachhaltig nutzbare Potenzial dadurch verkleinert,
dass auch ökologische Aspekte berücksichtigt werden
müssen (WBGU, 2003a). So darf der Ausbau der erneuerbaren
Energien nicht mit den Ökosystemleitplanken kollidieren
(20–30% der Meeresökosysteme unter Schutz;
Kap. 2.5). Dies schränkt insgesamt die Flächen für eine
nachhaltige Nutzung der erneuerbaren Energie erheblich
ein.
• Windenergie: Studien über das europäische Offshore-
Windenergiepotenzial (Sea Wind Europe, 2003) gehen
davon aus, dass bis 2015 etwa 111 GW mit einer Erzeugung
von 340 TWh pro Jahr nutzbar sind, das entspricht
etwa 10% des technischen Potenzials. Siegfriedsen et al.
(2003) kommen zu dem Ergebnis, dass außerhalb der
Europäischen Union etwa 4.600 TWh pro Jahr aus Offshore-Windkraftanlagen
erzeugt werden könnten. Mit
insgesamt knapp 5.000 TWh pro Jahr wäre demzufolge
ein Drittel des heutigen Weltstrombedarfs von ca. 15.500
TWh pro Jahr mit Offshore-Windenergie zu decken. In
19 von 20 untersuchten Ländern mit den größten Potenzialen
außerhalb der EU ließe sich bis zum Jahr 2020
mehr als 10% des Strombedarfs aus Offshore-Windkraftanlagen
decken. Damit ist die Windenergie die
bedeutendste der hier betrachteten Energieformen im
Hinblick auf Potenziale und den Ausbau.
• Wellenenergie: Wavenet (2003) schätzt das weltweite
technische Erzeugungspotenzial auf 11.400 TWh pro
Jahr. Das nachhaltige Erzeugungspotenzial der Wellenenergie
beträgt weltweit ca. 1.700 TWh pro Jahr, d. h.
gut 10% des heutigen Strombedarfs. Für das Jahr 2020
wird für die EU eine jährliche Erzeugung von 9 TWh
angegeben. Erst später wird mit nennenswerten Beiträgen
der Wellenenergie zum Weltstrombedarf gerechnet.
• Strömungsenergie: In Küstennähe treten u. a. durch die
Gezeiten starke Meeresströmungen auf. In Nordamerika,
Europa, Südostasien und Australien wird ihr Potenzial
zur Energiegewinnung auf 120 TWh pro Jahr
geschätzt. Das gesamte nachhaltig nutzbare Potenzial
dürfte weltweit bei einigen hundert TWh pro Jahr liegen.
Meeresströmungsturbinen könnten in 5–10 Jahren
eine ähnliche Entwicklungsdynamik wie derzeit Offshore-Windkraftanlagen
erzielen.
• Energie aus Osmose: Ein weiteres Verfahren zur Energieerzeugung
beruht auf der Ausnutzung des osmotischen
Druckes zwischen Süß- und Meerwasser, z. B. an
einer Flussmündung mithilfe spezieller Membranen mit
hoher Salzrückhaltung. Diese Technologie befindet sich
zurzeit noch im Labormaßstab. Weltweit ist an Flüssen
über 500 m 3 pro Sekunde theoretisch eine Leistung von
ca. 730 GW erreichbar. Unter Berücksichtigung der
ökologischen Leitplanken und der Belange der Schifffahrt,
ergibt sich ein nachhaltiges Potenzial von etwa
50% des technischen Potenzials mit 2.000 TWh pro Jahr.
Die Nutzung vorwiegend küstennaher und aus heutiger
Sicht technisch erreichbarer Meeresflächen ergibt unter
Berücksichtigung von Wind, Wellen, Strömungen und
Osmose ein weltweit nutzbares Potenzial von insgesamt
etwa 9.000 TWh pro Jahr, wobei vor allem die Windkraft
das bei weitem größte und zudem kurzfristig nutzbare
Potenzial bietet. Unberücksichtigt bleibt hierbei die Frage,
welches Gesamtpotenzial bei gleichzeitiger Nutzung der
küstennahen Meeresflächen durch Anlagen zur Stromerzeugung
aus Wind und Wellen tatsächlich möglich wäre,
denn einige Wellenenergieanlagen lassen sich nicht ohne
weiteres im gleichen Gebiet mit Windfarmen kombinieren.
Darüber hinaus führt die Installation sehr vieler Anlagen
mit hoher Dichte zu erheblichen Veränderungen des Habitats,
Schallemissionen, erhöhtem Schiffsverkehr und anderen
Auswirkungen wie z. B. durch Seekabel, die in der
Summe eine gleichzeitige Nutzung eines Gebietes durch
mehrere Technologien möglicherweise als nicht nachhaltig
einstufen lassen.
Nutzung erneuerbarer Energien versus
CO 2 -Sequestrierung
Die Bandbreite heutiger Stromerzeugungskosten aus fossilen
Kraftwerken liegt bei 25–55 US-$ pro MWh, die von
Windenergie und Kleinwasserkraft bei 35–90 US-$ pro
MWh (IEA, 2005). Die Mehrkosten für die CO 2 -Sequestrierung
bei der Stromproduktion in fossilen Kraftwerken
liegen zwischen 30% und 60%, je nach Technologie und
Rahmenbedingungen. Unterstellt man bei der zukünftigen
Kostenentwicklung bei den Brennstoffen nur moderate
Preissteigerungen und eine weitere Kostenreduktion der
Investitionen sowohl für fossile Kraftwerke als auch bei den
erneuerbaren Energien, so dürfte die Sequestrierung mit
fortgesetzter Nutzung fossiler Energieträger mittel- und
langfristig mit sehr hoher Wahrscheinlichkeit zu höheren
CO 2-Vermeidungskosten führen als die Nutzung der erneuerbaren
Energien.
Darüber hinaus mindert Sequestrierung nicht die Abhängigkeit
von fossilen Brennstoffen und die mit ihren
Knappheiten verbundenen Konflikte. Es spricht also vieles
dafür, eine starke Nutzung erneuerbarer Energien der CO 2 -
Sequestrierung vorzuziehen.