Der weltweite Energiehunger wächst schneller, als viele Prognosen es je erwartet haben: KI-Rechenzentren schießen aus dem Boden, der Straßenverkehr elektrisiert sich rasant, und in manchen Ländern steigt der Strombedarf bereits zweistellig. Wie soll das in Zukunft funktionieren, ohne dass Netze kollabieren oder Strompreise explodieren? Genau dieser Frage widmet sich eine aktuelle Forschungsarbeit – und sie präsentiert einen Ansatz, der so groß gedacht ist, dass er sogar die Diskussion um den globalen Energiebedarf neu entfachen könnte.
Der Energiehunger des Fortschritts
Der Stromverbrauch explodiert: Datenzentren, KI-Anwendungen und Millionen Elektroautos erzeugen weltweit einen enormen Energiehunger – und das in rasantem Tempo. Laut aktuellen Schätzungen könnte der globale Strombedarf in den kommenden Jahren bereits drastisch steigen. Allein bis 2030 könnte er sich bereits verdoppelt haben.
Doch was wäre, wenn wir nicht nur auf Solar und Wind setzen, sondern auf ein neues, global vernetztes Energiesystem? Ein Netzwerk aus Superleitungen und erneuerbaren Kraftwerken, das genug Strom produziert, um selbst den steigenden Bedarf locker zu decken. Genau dieses Konzept schlagen Wissenschaftler aktuell vor. Und es könnte die Art und Weise, wie wir Energie erzeugen und verteilen, grundlegend verändern. Denn das Forscherteam um Studienleiter Hou Jiang vom Institut für geografische Wissenschaften und Naturressourcenforschung an der chinesischen Akademie der Wissenschaften hat sich all diese Herausforderungen vorgenommen. Sie stellen ein neues Konzept vor, in dessen Fokus die Errichtung eines global vernetzten Solar-Wind-Energiesystems steht.
Für China ist das Problem bisher noch drängender als für Deutschland. Der Energiebedarf des Landes ist doppelt so hoch wie in den USA. Theoretisch verfügt des dabei bereits über große Mengen an erneuerbaren Energien, die vor allem in Wüstenregionen gewonnen werden. Doch vor allem hohe Verluste sorgen dafür, dass nur ein Bruchteil des verfügbaren Stroms dort ankommt, wo er tatsächlich verbraucht wird. Darum befinden sich Forscher in China bereits seit Längerem mit sogenannten Ultrahochspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen (UHVDC), die Tausende von Kilometern mit minimalen Verlusten überbrücken sollen. Eben jene Art von Leitungen wäre auch das Knochengerüst für ein internationales Energiesystem. Die Prognose der Studie ist dabei bemerkenswert: Schon bis 2050 könnte dieses auf erneuerbaren Energien beruhende System das Dreifache des voraussichtlich jährlich nötigen Strombedarfs decken. Die Energieknappheit würde weltweit der Vergangenheit angehören.
Ein Supernetz für die Welt könnte alles verändern
Doch wie könnte dieses Supernetz der Zukunft aussehen? Neben den UHVDC, die den Strom über weite Strecken transportieren, greifen in dem Konzept mehrere Komponenten ineinander. Wenig überraschend sind verstreute Erzeugungsanlagen erneuerbarer Energien ein wichtiger Kernaspekt. Der Gedanke ist dabei, die Verknüpfung von Solarparks in Regionen mit viel Sonneneinstrahlung mit Windparks in windreichen Regionen zu kombinieren. So sollen Schwankungen der Erneuerbaren im Netz ausgeglichen werden. Diese Schwankungen versuchen wir bereits in heutigen Energienetzen zu kompensieren. Meistens jedoch eher auf lokaler oder europäischer Ebene. Die Möglichkeiten hier sind begrenzt, ein einzelnes Land stark an die geografischen Eigenheiten gebunden. Würde Deutschland jedoch mit einem Schlag Solarstrom aus der Sahara zur Verfügung stehen?
In der Sahara gibt es ungefähr 4.000 bis 4.300 Sonnenstunden pro Jahr. In Deutschland, der Schweiz und Österreich hingegen sind es lediglich 1.500 bis 1.800. Nicht einmal die Hälfte der Stunden, also. Ebenso ändern sich die Tages- und Nachtzeiten auf dem Globus, entsprechend unserer Erdrotation. Während also einige Bereiche Nacht haben und keine Sonne mehr nutzen können, kann der Strom in anderen Ländern gewonnen werden. Ähnlich ließe sich der Wind, der sich global über unsere Erde bewegt, an vielen Stellen unterschiedlich stark als Energiequelle verwenden.
Ergänzt man diese Erzeugungskapazitäten und verlustfreien Leitungen nun mit einer durchdachten Echtzeit-Steuerung und fein abgestimmten Prognosealgorithmen, erhält man ein Gesamtbild, das mit heutigen Engpässen nicht zu vergleichen ist. Energien mit überschüssiger Energie könnten diese direkt in Regionen mit schwachen Erzeugungsphasen umleiten. Damit würde dieser Grad der Vernetzung nicht nur mit einem Schlag den Stromverbrauch effizienter denn je gestalten. Er würde auch international die Abhängigkeit von fossilen Kraftwerken lösen.
Ein (zu) gewagtes Unterfangen, um die Welt zu retten?
Die Theorie hinter dem Konzept klingt vielversprechend und könnte in vielen Ländern gleichzeitig eine enorme Verbesserung bringen. Doch genau in der Masse der Länder liegt zugleich auch das größte Problem. Alle beteiligten Nationen müssten gemeinsam an einem Strang ziehen und eine gemeinsame Grundlage schaffen, um ein solches Energiesystem global effektiv umzusetzen. Das dürfte jedoch gar nicht im Interesse aller Nationen liegen. Denn viele von ihnen verdienen heute noch gut daran, ihre fossilen Brennstoffe in andere Teile der Welt zu verkaufen. Umgekehrt wären zunächst hohe Investitionen in eine Infrastruktur dieser Größenordnung notwendig. Nicht zu vergessen, dass ein solches Mammutprojekt über lange Zeit gebaut und umgesetzt werden müsste. All diese Faktoren sorgen dafür, dass es leider unwahrscheinlich ist, dass sich dieses Konzept in der Realität durchsetzt. Auch, wenn das wohl einer der Punkte wäre, bei denen ein Beweis des Gegenteils begrüßenswert ist.
