12/12/2011 - Die Jetwindströme sind nicht so effizient und lebensfähig wie man dachte.

Menéame

Die Jetwindströme in großer Höhe werden seit vielen Jahren aufgrund ihres scheinbaren Potenzials für die Windkraft studiert. Eine kürzlich von Spezialisten des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie in Jena (Deutschland) entwickelte Forschung deutet jedoch darauf hin, dass seine Energieerzeugungskapazität 200-mal niedriger sein würde als erwartet. Darüber hinaus könnten Energieentwicklungen im Zusammenhang mit diesen Strömungen zu starken Veränderungen des globalen Klimagleichgewichts führen.

Die Ergebnisse dieser Studie wurden durch eine Pressemitteilung des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie und auch durch einen Artikel des Fachmediums Earth System Dynamics verbreitet. Es ist daran zu erinnern, daß die Jetwindströme in Regionen entstehen, in denen ein kontinuierlicher Wind mit einer Geschwindigkeit von mehr als 25 Metern pro Sekunde und einer Höhe von 7,16 Kilometern vorhanden ist.

Da es sich um hohe Geschwindigkeiten handelt, scheint alles darauf hinzuweisen, dass diese Ströme eine nahezu unbegrenzte Quelle erneuerbarer Energien darstellen und dass nur eine moderne Windkrafttechnologie benötigt wird, um diese zu nutzen. Verschiedene Behauptungen haben in der Tat darauf hingewiesen, dass diese Energiequelle "die gesamte menschliche Zivilisation versorgen" könnte, was zu großen Investitionen in Projekte in diesem Bereich führen würde.

Ein Team des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie, das von Axel Kleidon geleitet wird, hat jedoch festgestellt, dass die maximale abnehmbare Energie der Strahlströme etwa 200-mal niedriger ist als die vorher geschätzten Mengen. Darüber hinaus haben Simulationen von Klimamodellen gezeigt, dass die Energiegewinnung aus Windkraftanlagen aus den Strömungsströmen den Strom der Windkraftanlagen verändern würde, was negative Auswirkungen auf das Klimasystem der ganzen Welt haben würde.

Geringes Potenzial

Einer der lebenswichtigen Punkte rund um die Strömungen sind die großen Temperatur- und Druckunterschiede zwischen äquatorialen und polaren Regionen. Diese starken Schwankungen legen die Grenze für die Menge des Windes fest, die erzeugt werden kann, und den Prozentsatz des Windes, der als erneuerbare Energiequelle genutzt werden könnte.

Vorherige Studien hatten ergeben, dass diese Winde, die zehnmal so stark sind wie die Windkraftgeneratoren, es ermöglichen konnten, Energieleistungswerte von mehr als 10 Kilowatt pro Quadratmeter zu erzielen.

Einige Gebiete mit dem größten Potenzial für solche Projekte, wie Japan, Ostchina, die Ostküste der Vereinigten Staaten, Südaustralien oder Nordafrika, waren bereits ermittelt worden. Gleichzeitig wurden seit einigen Jahren verschiedene Technologievorschläge entwickelt, um Energie in dieser Höhe nutzen zu können, wie z. B. Windturbinen, die in der Luft suspendiert werden können.

Nach Angaben der von Kleidon geleiteten Gruppe, die Simulationen von Klimamodellen zur Berechnung der maximalen Windkraftmenge verwendet hat, die aus der Atmosphäre gewonnen werden könnte, würde die Leistungsgrenze für diese Turbinen in Wirklichkeit bei 7,5 TW liegen, was 200-mal niedriger ist als die zuvor errechnete. Dennoch könnte diese Energie fast die Hälfte des weltweiten Energiebedarfs decken, der 2010 bei 17 TW lag.

Komplizierte Klimaeffekte

Die Forscher schätzten jedoch auch die klimatischen Folgen der Nutzung von Strahlströmen als erneuerbare Energiequelle. Die Schlussfolgerung ist, dass dies, wenn sie aus den Energiestrahlstromen 7,5 TW entnommen würden, das natürliche Gleichgewicht der Kräfte verändern würde, die diese Ströme bilden, indem es zum Beispiel die Unterschiede beim atmosphärischen Druck zwischen Äquator und Polen verändert.

Durch diese Veränderungen würde der Strom der Strahlströme unterbrochen, was das globale Klimasystem insgesamt verlangsamen würde. Dies würde im Großen und Ganzen zu plötzlichen Temperaturveränderungen und anderen Klimaauswirkungen führen, die eingehender untersucht werden sollten.

Die Ergebnisse zeigen, dass Winde mit hohen Geschwindigkeiten nicht automatisch ein großes Potenzial als erneuerbare Energiequelle darstellen. Auf der anderen Seite gibt es Konsequenzen für das Eingreifen des Menschen in diese Phänomene, die ernst genommen werden müssen.

Mit anderen Worten, Forscher des Max-Planck-Instituts für Biogeochemie zeigen mit ihrer Forschung, dass umweltfreundliche Technologien für die Erzeugung erneuerbarer Energien sorgfältig untersucht werden müssen, insbesondere im Hinblick auf den Kontext und die Art und Weise, in der sie mit natürlichen Prozessen im Erdsystem interagieren.

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Weitere Informationen: Max-Planck-Institut

Kontakt am Max-Planck-Institut für Biogeochemie:

Dr. Axel Kleidon Max-Planck-Institut für Biogeochemie, Jena

Tel.: +49 3641 576217

Fax: +49 3641 577217

E-Mail: akleidon@bgc-jena.mpg.de

Informationsquelle: Trends in der Technik

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