Seit der Antike versucht der Mensch, das Verhalten des Klimas vorherzusagen, um Naturphänomene vorherzusehen. Vulkanausbrüche, Taifune, Überschwemmungen, Erdbeben oder Tsunamis sind Beispiele für Ereignisse großen Ausmaßes, die wir zu antizipieren versucht haben, um ihre Folgen zu reduzieren. Anstatt sich jedoch darauf zu konzentrieren, das Unvorhersehbare vorherzusagen, warum nicht die bereits vorhandenen natürlichen Erscheinungen zu einem gewissen Vorteil nutzen?
Diese Phänomene setzen immense Energiemengen frei. Beispielsweise bringen tropische Stürme und Hurrikane starke Winde mit sich, die zur Erzeugung von Windenergie genutzt werden könnten. Es stellt sich also die Frage: Wie können wir diese Phänomene nutzen und ihre immense Energie in etwas Nützliches umwandeln?
Durch Wind erzeugte Energie
Wind ist eine unerschöpfliche Energiequelle und spielt bei katastrophalen Ereignissen wie Hurrikanen und tropischen Stürmen eine entscheidende Rolle. Böen können bis zu 257 km/h erreichen und bei einigen schweren Stürmen sogar mehr als 9 Milliarden Liter Regen erzeugen. Die durch Phänomene wie Hurrikane freigesetzte Energiemenge übersteigt die aller Atomwaffen der Welt zusammen. Die Arbeit von Wissenschaftlern auf der ganzen Welt besteht darin, diese Energie einzufangen, zu nutzen und zu speichern.
Derzeit nutzen wir den Wind mit Windenergie, aber herkömmliche Windkraftanlagen sind nicht darauf vorbereitet, extremen Bedingungen standzuhalten. Aktuelle Anlagen sind für Windgeschwindigkeiten bis 90 km/h optimiert. Allerdings überschreiten Hurrikane diese Grenzwerte bei weitem, was erhebliche Verbesserungen in der Technologie erfordert.
Einer der wichtigen Fortschritte war die Entwicklung von Turbinen, die mit Windgeschwindigkeiten von bis zu 144 km/h betrieben werden können. Obwohl dies ein bemerkenswerter Fortschritt ist, ist es noch weit davon entfernt, der Hurrikangeschwindigkeit standzuhalten, was die Notwendigkeit weiterer Innovationen erhöht, um Windgeschwindigkeiten von bis zu 260 km/h in Zukunft häufiger bewältigen zu können.
Können wir Hurrikane stoppen?
Eine interessante Frage ist, ob es möglich wäre, nicht nur die Energie von Hurrikanen zu nutzen, sondern auch ihre zerstörerische Wirkung zu reduzieren. Eine Studie der Stanford University hat simuliert, wie ein Offshore-Windpark die Windgeschwindigkeit bei einem Hurrikan um 50 % reduzieren könnte, noch bevor er das Land erreicht. Um die Auswirkungen eines großen Hurrikans abzumildern, wären Tausende von Turbinen mit Rotorblättern von 120 Metern Durchmesser erforderlich, die über dem Meeresspiegel installiert würden.
Dieser Ansatz würde nicht nur dazu beitragen, ihre Energie einzufangen, sondern auch die von ihnen verursachten Wellen und Überschwemmungen erheblich verringern. Aufgrund der hohen Kosten ist eine Installation dieser Größenordnung jedoch noch nicht in greifbarer Nähe. Allerdings könnten die technologische Weiterentwicklung und verbesserte Materialien dies in Zukunft einfacher machen.
Ist es sinnvoll, die Energie von Hurrikanen zu nutzen?
China ist auf diesem Gebiet führend bei wichtigen Fortschritten. Vor der Küste von Fujian wurde die Offshore-Windturbine GWH252-16MW installiert, die innerhalb von 24 Stunden Stromproduktionsrekorde brach und während der Winde des Taifuns Haikui 384,1 MWh erzeugte. Möglich wurde dies durch die Echtzeit-Blattverstellung, die es den Turbinen ermöglicht, bei Windgeschwindigkeiten von bis zu 80 km/h weiter zu arbeiten, während andere konventionelle Windturbinen abgeschaltet werden, um Schäden zu vermeiden.
Die GWH252-16MW-Turbine kann auch unter extremen Bedingungen wie Taifunen betrieben werden und ermöglicht so die Nutzung starker Winde zur Stromerzeugung. Dies ist eine vielversprechende Technologie für die Zukunft, da sie gezielt in hurrikangefährdeten Gebieten eingesetzt werden könnte.
Parallel dazu haben andere Alternativen wie die BAT-Altaeros-Turbine ihr maximales kommerzielles Potenzial noch nicht erreicht, zeigen jedoch Interesse an der Gewinnung von Energie aus atmosphärischen Phänomenen in großen Höhen. Diese fliegende Turbine wurde entwickelt, um extreme Winde auszunutzen, und stellt immer noch eine Innovation dar, die auf ihre Kommerzialisierung wartet.
Die Rolle von Offshore-Windkraftanlagen
Ein Teil der Zukunft der Windenergie zur Bewältigung von Hurrikanen liegt in der Installation von Offshore-Windparks weit entfernt von der Küste. Computersimulationen zufolge könnten die großen Erweiterungen dieser Parks die Geschwindigkeit von Hurrikanwinden um mehr als 140 km/h verringern. Dies würde sich nicht nur positiv auf die Stromerzeugung auswirken, sondern auch auf die Vermeidung von Naturkatastrophen an den Küsten, indem Wellen und die Auswirkungen des Sturms reduziert werden.
Experten wie Mark Z. Jacobson und Cristina Archer behaupten, dass, wenn Hurrikan Katrina einen Park dieser Größe durchquert hätte, seine Auswirkungen viel geringer gewesen wären und sich beim Erreichen des Landes in einen tropischen Sturm verwandelt hätten.
Damit ist Offshore-Windenergie nicht nur eine Quelle für sauberen Strom, sondern spielt auch eine entscheidende Rolle bei der Reduzierung der Klimaauswirkungen auf der Erde. Dies ist ein zukunftsweisender Weg, der jedoch erhebliche Fortschritte bei Material und Technologie erfordert, um diese Ideen in großem Maßstab umsetzbar zu machen.
Die Entwicklung von Technologien zur Nutzung von Phänomenen wie Hurrikanen ist ein faszinierendes Gebiet mit klarem Wachstumspotenzial für die Zukunft. Wissenschaftler und Unternehmen auf der ganzen Welt suchen weiterhin nach Möglichkeiten, die Energiegewinnung aus extremen Winden nicht nur effizienter, sondern auch sicherer zu gestalten, was in den von diesen Ereignissen am stärksten betroffenen Gebieten einen erheblichen Unterschied machen könnte.