Ein Verdunstungskraftwerk – warum eigentlich nicht?

Meine besten Ideen habe ich immer unter der Dusche. Zumindest kommen sie mir beim Duschen noch gut vor – nicht alle halten der späteren Verifizierung stand. Bei dieser Idee konnte ich jedoch zunächst den Haken nicht finden. Es muss da aber einen Show-Stopper geben, sonst hätte man das sicher umgesetzt.

Die Idee

Also, ich stehe da und sehe, wie das Wasser aus dem Brausekopf nach unten rauscht und von unten Dampf emporsteigt. Da kommt mir der Gedanke zu einer Möglichkeit der großtechnischen Energiegewinnung. Natürlich nicht in meiner Dusche – die lieferte nur den Anstoß zur Idee – sondern an einzelnen Stellen der Erde, an denen besondere geographische und klimatische Bedingungen gegeben sind. Man könnte doch in eine Senke in einer Wüstengegend Meerwasser leiten. Dieses verdampft, sodass die Senke sich nicht mit der Zeit füllt. Es kann immer weiter Meerwasser nachfließen. Wenn das Meerwasser über eine Turbine in die Senke fließt, dann kann die Turbine einen Generator antreiben – und schon hat man ein permanent laufendes Kraftwerk, das wenig Anlagekosten verursacht, keine Brennstoffe verbraucht, keine Abgase erzeugt und keine Gefahr für die Umgebung darstellt.

Was braucht man konkret?

Man bräuchte eine ausgedehnte, möglichst tiefe Senke – also ein Gebiet, das deutlich unter dem Meeresspiegel liegt – in einer heißen, niederschlagsarmen Wüstengegend, die bis in Meeresnähe reicht. Diese Senke sollte nicht durch ein hohes Gebirge vom Meer getrennt sein. Sie sollte auch nicht besiedelt sein. Dann könnte vom Meer her ein Stichkanal bis zum Rand der Senke gebaut werden. An dieser Stelle bietet sich ein Hafenbecken an. Kanal und Hafen sollten genügend Wassertiefe für Hochseeschiffe bieten. Der Kanal versorgt auch den  Zufluss zu der Senke mit Meerwasser. Das Wasser rauscht den Abhang herab und betreibt dabei ein hydroelektrisches Kraftwerk. Unten verteilt es sich großflächig und seicht in der Senke und erwärmt sich in der Tageshitze, wobei große Mengen verdunsten. Tagsüber fällt aufgrund stärkerer Verdunstung der Wasserspiegel, nachts steigt er an, wobei natürlich der Zufluß so geregelt wird, dass der Spiegel im Mittel konstant bleibt und nicht das Kraftwerk überschwemmt wird oder gar die Senke komplett voll läuft. Die Regelung sollte problemlos über Schleusen möglich sein.

Mögliche Standorte

Auf der ersten Blick erscheint das bestechend. Aber wie ich schnell feststellte, gibt es auf der Welt nur wenige geeignete Standorte für so ein Kraftwerk. Die meisten befinden sich in Afrika. Da ist zunächst einmal die Qattara-Senke in Ägypten – und dabei fiel mir auf, dass Andere bereits genau diese Idee hatten, sie aber nie umgesetzt wurde. Dann gibt es noch eine Kette von flachen Senken in Tunesien und Ost-Algerien, deren größte der Schott Melghir ist. in Djibouti gibt es den Assal-See und in Eritrea die Danakil-Senke.

Potenzial der Qattara-Senke

Das ausgedehnteste, wenn auch nicht das tiefste dieser Gebiete ist die Qattara-Senke. Diese liegt bis zu 133 Meter unter dem Meeresspiegel und hat eine Ausdehung von fast 20000 Quadratkilometern. Das wirklich tief liegende Gebiet, also das, was als Evaporationszone für das Kraftwerk dienen könnte, ist natürlich deutlich kleiner. Rechnen wir doch mal, was das bringen könnte. Auf den Quadratmeter Erdboden trifft bei klarem Himmel eine Sonneneinstrahlung von bis zu rund 1300 W/m², wenn die Sonne senkrecht über dem Ort steht. Das ist in der Qattara-Senke aber nicht der Fall, da sie bei 30 Grad nördlicher Breite liegt. Bei 12 Sonnenstunden pro Tag und unter Berücksichtigung des Sonnenstands, dann auch noch abzüglich Verluste durch spiegelnde Reflexion setze ich mal eine aufgenommene Energiemenge von rund 20 GJ pro Tag an.

Ägypten auf Google Maps. Klicken auf das Bild führt direkt zur Google-Maps-Webseite

Credit: Google Maps / Ägypten auf Google Maps. Klicken auf das Bild führt direkt zur Google-Maps-Webseite

Die Verdampfungsenthalpie von Wasser bei einer Temperatur von 25 Grad Celsius liegt bei etwa 2440 kJ/kg. Mit der aufgenommenen Energiemenge könnte man also pro Quadratmeter Wasserfläche etwa 8 kg Wasser verdampfen lassen. Pro Quadratkilometer demnach das Millionenfache, also etwa 8000 Tonnen Wasser. Das klingt nach viel, entspricht aber nur einem Würfel mit 200 Metern Kantenlänge, oder aber einer Wasserschicht von 8 mm Dicke.

Nehmen wir mal an, die Seefläche ist ein Zwanzigstel der Gesamtfläche der Senke, also rund 1000 Quadratkilometer. Viel ist das nicht – der Assuan-Stausee ist sechs Mal größer. Dann könnten pro Tag 8 Millionen Tonnen Wasser verdampfen. Das, was verdampft, kann oben nachgeführt werden. 8 Millionen Tonnen pro Tag sind 93 Tonnen pro Sekunde. Wenn die Seeoberfläche mindestens 100 Meter unter der Meeresoberfläche liegt, der See also maximal 33 Meter tief ist, dann ist die maximal zu erzielende Leistung 91 MW. Da aber keine Turbine und kein Generator verlustfrei arbeiten, wird die erzielte elektrische Leistung deutlich geringer sein, vielleicht so rund 50 MWe. Auch wenn die Seefläche verdoppelt oder verdreifacht werden kann, reden wir hier immer noch nur über 100-150 MWe. Die allerdings konstant, Tag und Nacht. Das Assuan-Kraftwerk produziert allerdings eine Größenordnung mehr: rund 2 GWe.

Kosten und Sicherheit

In punkto Sicherheit wäre das Kraftwerk unproblematisch. Es gibt keinen Staudamm und der entstehende See liegt deutlich unter Meeres- und Umgebungsniveau. Eine Gefährdung des Umlands ist somit ausgeschlossen. Im Gegenteil – die Umgebung könnte profitieren, denn das verdunstete Wasser, immerhin jeden Tag ein Würfel mit einer Kantenlänge von 2 Kilometern, wird anderswo durch Abregnung die Süßwasserzufuhr steigern. Zu untersuchen wäre allerdings das Risiko der Versalzung unterirdischer Wasseradern.

Die Kosten eines so kleinen Kraftwerks dürften nicht wirklich ins Gewicht fallen. Teurer – wenn auch nicht exorbitant – wird der einige Dutzend Kilometer lange Stichkanal. Soll der nur das Wasser transportieren, dann müsste er bei einer Fließgeschwindigkeit von 1 m/s und einer Tiefe von 5 m knapp 20 m breit sein. Soll er auch noch schiffbar sein, wird er deutlich tiefer und breiter sein müssen. Wahrscheinlich war das auch immer das Haupthindernis. So ein Aufwand lohnt sich nicht für so wenig erzielbare elektrische Leistung.

So einfach ist das wahrscheinlich – also war auch diese Dusch-Idee nicht wirklich gut. Aber zumindest habe ich es mal durchgerechnet und weiß jetzt ein bisschen besser Bescheid.

Ich bin Luft- und Raumfahrtingenieur und arbeite bei einer Raumfahrtagentur als Missionsanalytiker. Alle in meinen Artikeln geäußerten sind aber meine eigenen und geben nicht notwendigerweise die Sichtweise meines Arbeitgebers wieder.

21 Kommentare Schreibe einen Kommentar

  1. Energiehaushalt

    Das Prinzip leuchtet ein, es setzt jedoch grosse Vedunstungsmengen voraus. Mir stellt sich die Frage, warum man nicht natürlich fliessendes Wasser konsequent nutzt. Geld hat man, indem man weniger ausgibt als einnimmt. Vom Energiesparen wird viel geredet, aber kaum gespart. Besonders im Hobbybereich wären riesige Einsparungen möglich. Solange nicht gespart wird, nutzt alle neue Energiegewinnung nichts.

  2. Aufwand

    Der Aufwand für ein solches Kraftwerk erscheint zwar groß, dafür wäre es aber mit vergleichsweise einfachen Mitteln umsetzbar. Also eigentlich Ideal für Gegenden, in denen der technologische Stand nicht so hoch ist. Und in jedem Fall einfacher umzusetzen als z.B. Solarthermische Kraftwerke.

  3. 1000 km^2 PV => 10 GWe

    Anstatt 50 MWe mit dem vorgeschlagenen hydrodynamischen Verdunstungskraftwerk in der Qattara-Senke könnte man, wenn man die benötigte Wasserfläche von 1000 Quadratkilometern mit Photovoltaikpaneln belegt, durchschnittlich mindestens 10 GWe an elektrischer Leistung erzeugen, also 200 Mal mehr.
    Als Kalkulationsgrundlage habe ich angenommen, dass man pro Quadratmeter mit Photovoltaik eine durchschnittliche elektrische Leistung von 10 Watt erreicht. Dies ist eine konservative Annahme, die in Deutschland in etwa zutrifft. In der Qattara-Senke sind die Strahlungsverhältnisse jedoch deutlich besser als in D. Doch an der Grössenordnung ändert das wenig.
    Das Ergebnis verwundert überhaupt nicht. Wasser zu verdunsten und damit seinen Aggregatszustand zu ändern, benötigt sehr viel Energie. Das Verdunstungskraftwerk nutzt diese letzlich solare Energie auf denkbar ineffiziente Art und Weise.

    Das faszinierende am vorgeschlagenen Verdunstungskraftwerk ist ja seine konzeptionelle Einfachheit. Doch mit der verfügbaren Energie – der Sonneinstrahlung – geht dieser Kraftwerktyp recht verschwenderisch um. Letztlich verwundert dies nicht, denn Verdunsten von Wasser, also die Änderung des Aggregatszustand (von flüssig nach gasförmig), benötigt sehr viel Energie

    Diese Rechnung mit der gleichen Fläche photovoltaisch genutzt, zeigt für mich das Potential der Photovoltaik für Gegenden wo es genügend freie Flächen gibt (anders als in Deutschland dürfte sich in der Quattara-Senke niemand an der mit PV-Paneln überstellten Fläche stören).
    Allerdings darf man sich nicht täuschen lassen von der durch die PV gelieferten Durschnittsleistung. Anders als im vorgeschlagenen hydrodynamisch arbeitenden Verdunstungskraftwerk, welches Strom kontinuerilich liefert, würde ein PV-Kraftwerk an derselben Stelle in der Nacht überhaupt keinen Strom liefern. Um dies zu ändern, wäre teurer Speicher nötig.

  4. @Karl Bednarik Atlantropa

    Das Projekt Atlantropa (Mittelmeer als gewaltige Verdampfungsschüssel) ist wirklich eine gigantische Version eines Verdampfungskraftwerks. Realisierbar wäre so etwas und es zeigt, dass Geoengineering als Umgestaltung ganzer Erdregionen inklusive Änderung von Meeeresströmungen, Veränderung der Niederschlagsverhältnisse und vielem mehr für den Menschen in Griffweite liegt.

    Die “Trockenlegung” des Aralsees durch Abzapfen des Zuflusses für den Baumwollanbau ist ebenfalls ein eindrückliches Beispiel für Geoengineering. Noch 1960 hatte der Aralsee die 1 1/2 fache Fläche der Schweiz, heute ist wenig übriggeblieben.

    Der Mensch kann also grosse Teile der Erde umgestalten, denn er hat das schon bewiesen. Allerdings gibt es bis jetzt keine mir bekannten positiven Beispiele eines Geoengineerings.

  5. Faszinierender Einfall!

    Mich würde interessieren wie viel Liter Duschwasser man braucht, um so eine Idee durchzurechnen. 🙂 Außerdem haben Sie, nach eigner Aussage, “das Risiko der Versalzung unterirdischer Wasseradern” vernachlässigt, das könnte in der Tat Probleme machen. Und der See wird, durch die Verdunstung des Meerwassers, am Ende auch total versalzen und verkrusten. Aber vielleicht könnte man daneben eine Salzgewinnungsanlage bauen, dann schlägt man zwei Fliegen mit einer Klappe.
    http://www.nationalgeographic.de/…erde?imageId=9

  6. Konservative Annahmen

    Alleine in Deutschland beträgt die Verdunstung bereits bis zu 5mm/Tag:
    http://www.proplanta.de/…terkarte1208521061.html
    Laut folgender Webseite
    http://www.michael-martin.de/…wissen/sahara.html
    liegt in einigen Gebieten der Sahara die Verdunstung bei 16mm/Tag (=16kg/Tag und m^2)
    Und Wirkungsgrade von Wasserturbinen liegen z.T. sogar über 90%.
    Bei grösseren Seen könnte man also durchaus in den 0,5GW-Bereich kommen.

  7. Noch ein Link mit Informationen zu Basslers Qattara-Senke-Projekt (Wieder nur Wikipedia):

    http://de.wikipedia.org/…r#Qattara-Senke-Projekt

    Mit dem Einströmen des Mittelmeerwassers in die Senke hätte der Kreislauf der hydro-solaren Energiegewinnung beginnen sollen: Im Füllzeitraum sollte das Kraftwerk Qattara 1 rund 670 Megawatt produzieren; in der zweiten Phase sollte es eine Kapazität von 1.200 Megawatt erreichen und schließlich, zusammen mit einem Pumpspeicherwerk, das als Kraftwerk Qattara 2 geplant war, in der Endstufe eine Gesamtkapazität von 6.800 Megawatt haben. Der künstliche See der Qattara-Senke wäre 12.000 Quadratkilometer groß gewesen, 23 Mal so groß wie der Bodensee.

    Letztendlich hat man das Projekt aus verschiedenen Gründen aufgegeben: Kanalbau unwirtschaftlich, Gefährdung der Süßwasserreservoirs, Umsiedlung von 25000 Menschen, ökologische Bedenken.

  8. Und das Salz?

    Bleiben da nicht große Mengen Meersalz übrig, die nach und nach die Senke füllen?
    Vor allem wenn diese groß aber flach ist, wird das schnell problematisch.

  9. Einige Antworten

    @Mona:

    Da ich kein Geologe bin und auch keine Daten zur Geomorphologie der Region habe, kann ich natürlich das Risiko der Versalzung unterirdischer Wasseradern nicht berechnen. Ich vermute mal, dass das Problem sehr stark mit der Ausdehnung und Tiefe des überfluteten gebiets abhängt. Bei meinem Ansatz bin ich von 1000 qkm und einer maximalen Wassertiefe von 33 m ausgegangen, d.h., dass auch der Wasserdruck maximal nur 3 bar beträgt und da vielleicht noch nicht so kritisch wird. Aber das müsste man sich mal anschauen. Richtig ist, dass dieses Problem auch als einer der Risikofaktoren in den Machbarkeitsstudien genannt worden ist. Dort ist man aber von einem wesentlich ausgedehnteren Verdunstungsgebiet ausgegangen.

    @Martin Ballaschk

    Ich habe sehr konservativ gerechnet, habe aber auch nicht das Anliegen, das Projekt irgendwie zu pushen. So komme ich auf deutlich unter 100 MWe, die aber dann wirklich sicher zu erreichen sein müssten. Wenn die anderen Studien schon für die erste Ausbaustufe auf eine Größenordnung mehr an elektrischer Leistung kommen, dann müsste man mal die Annahmen anschauen, und auch, ob das wirklich konstant zu erreichen ist. Die Daten zur Umsiedlung und zu den ökologischen Konsequenzen beziehen sich wohl auf eine deutlich weitergehende Ausbaustufe. Dabei muss man aber im Hinterkopf behalten, dass vergleichbare hydroelektrische Projekte auch zum Umsiedlung, zu Unfallrisiken und zu geologischen und ökologischen Konsequenzen führen, und zwar zu erheblichen. Der aussagekräftige Vergleich kann nicht der mit dem Zustand sein, wenn man es einfach bleiben lässt, sondern muss immer der mit den Alternativen sein. Ich vermute, dass wirklich das doch sehr limitierte Potenzial verhindert hat, dass aus dem Qattara-Projekt jemals etwas wurde.

    @Martin Holzherr

    Wenn ich genau wie bei meiner Einschätzung des energetischen Eintrags den Effekt des variablen Sonnenstands einberechne und gleichzeitig auch noch berücksichtige, dass ja nicht die gesamte Fläche mit Solarzellen belegt sein kann, sowie auch die Effizienz der einzelnen Solarzellen einbeziehe, dann komme ich, bei einer von photovoltaischen Kollektoren bedecken Fläche von 1000 qkm auf einen täglichen Ertrag an elektrischer Energie von rund 800 GWh. Das entspricht einer mittleren installierten elektrischen Leistung von rund 33 GW, also durchaus im Bereich Ihrer konservativen Abschätzung. Nachts gar nichts, mittags viel mehr. Wenn man annimmt, dass vom Tagesüberschuss etwas gespeichert wird, dann muss man natürlich die Mittagsspitze komplett abschöpfen und in den Speicher stecken. In die Gesamtbilanz müssen dann natürlich auch die erheblichen Kosten (finanziell wie energetisch) eingerechnet werden, die zur Herstellung PV-Stationen notwendig waren. Idealerweise produziert man die vor Ort. Das verhagelt einem zwar während der ersten betriebsjahre die Bilanz. Dennoch kommt das Verdunstungskraftwerk dort schon lange nicht mehr mit.

    @Arne

    Was man als Problem oder als Chance begreift, hängt durchaus auch von der Einstellung ab. Der eine wird Salzablagerungen als Problem sehen, die andere als abbauwürdigen Rohstoff. (Mal angenommen, das ganze Projekt wäre realisierbar, was wohl nicht der Fall ist). Kurze Überschlagsrechnung:Wenn 8 Millionen Tonnen Wasser pro Tag verdampfen, dann bleiben bei ein em Salz-Massenanteil von 3.5%, 280 Tausend Tonnen Salz zurück. Jeden Tag. Das ist mehr als die weltweite Speisesalzproduktion, also ist es unwahrscheinlich, dass sich diese Menge abbauen und gewinnbringend absetzen lässt. Wenn man es einfach liegen lässt, dann bildet sich pro Betriebsjahr in dem 1000 Quadratkilometer großen See eine Schicht von etwa 10 cm Stärke. Pro 100 Jahre also 10 Meter. Das halte ich jetzt nicht für unmittelbar kritisch, aber nach ein paar Jahren Betriebs wird man anfangen müsen, sich darum Gedanken zu machen. Stauseen haben übrigens ein ähnliches Problem, sie setzen sich mit Sediment zu. Der Sedimenteintrag des Nils, der durch den Assuan-Staudamm aufgestaut wird, liegt bei mehr als 100 Millionen Tonnen jährlich.

  10. 1000Quadratkilomter PV=>mehrere Gigawatt

    Sorry, Herr Kahn, sie haben sich komplett verrechnet. Ihr Ergebnis einer mittleren PV-Leistung von 330 MW aus 1000 Quadratkilometer Fläche stimmt hinten und vorne nicht.
    Im Wikipedia-Eintrag Photovoltaic system liest man:
    “Thus, a photovoltaic installation in the southern latitudes of Europe or the United States may expect to produce 1 kWh/m²/day”
    in durchschnittliche Leistung umgerechnet ist das 0.041 Watt/m² (ist wirklich wenig). Für 1000 km², also 10 hoch 9 Quadratmeter ergeben sich 41666666 kW, was 41666 Megawatt, also 41 Gigawatt entspricht.
    Der Wikipedia-Eintrag Photovoltaik kommt für Deutschlands Dächer als Photovoltaik-Standorte auf (Zitat)“Hieraus ergibt sich eine benötigte Gesamtfläche zwischen 5500 und 20700 km²”. Diese Fläche würde benötigt um 621 TWh/Jahr oder eine mittlere Leistung von 71 Gigawatt zu erzeugen. Rechnen wir als Kompromiss mit 10’000 km² Dachflächen um Deutschland mit dem heute verbrauchten Strom zu versorgen, so kommen wir auf 7 Gigawatt Leistung pro 1000 Quadratkilometer Fläche, wohlgemerkt in Deutschland und auf Dachflächen.

    Im obigen Kommentar gab ich 10 Gigawatt für 1000 km² in der Quattara-Senke an, also ein Betrag der sich von der Grössenordnung her perfekt mit den Angaben aus der englischsprachigen und deutschsprachigen Wikipedia deckt.
    Wenn sie auf einen 20 Mal geringeren Betrag kommen, sollten sie die Wikipedia-Einträge korrigieren.

    Ein weiterer Hinweis, dass ihr Ergebnis von 350 MW durchschnittliche Leistung auf 1000 Quadratkilometer komplett falsch ist,
    erhalten sie in der Studie Energiezukunft Schweiz wo man liest: (Zitat)
    “Bei einer durchschnittlichen jährlichen Einstrahlung von 1`200 KWh/m2 und einem PV-Wirkungsgrad von 20%
    (inklusive Speicherverlusten) im Jahr 2050 würde der Flächenbedarf für eine Stromerzeugung von 14 TWh rund 58 km2 betragen”
    ,
    was umgerechnet auf 1000 Quadratkilometer sogar 200 TWh ergäbe und einer Durchschnittsleistung von 20 Gigawatt auf 1000 Quadratkilometer entspräche.

    Selbst wenn sie sehr grosszügig leeren Raum um PV-Arrays lassen ergibt sich eine Durschnittsleistung von mehreren Gigawatt auf 1000 Quadratkilometer, sicher aber nicht 330 MW.

    [ Antwort: Sie haben vollkommen Recht. Ich hatte meinen Rechenfehler bereits vorher bemerkt und angefangen, nachzurechnen, aber Sie sind mir zuvorgekommen. Ich habe meinen Kommentar von vorher nunmehr korrigiert, damit keine falschen Zahlen Verwirrung stiften. Die mittlere elektrische Leistung unter Annahme von rund 800 GWh elektrischer Energie pro Tag ist 33 GWe. Damit liege ich sogar einen Faktor 3 über Ihrer konservativen Abschätzung. MK]

  11. Kleine Korrektur: 41 Watt pro m^2 PV

    Im letzten Komentar schrieb ich
    “durchschnittliche [PV-]Leistung umgerechnet ist das 0.041 Watt/m²”
    Es müsste aber heissen 0.041 KiloWatt/m², also 41 Watt pro Quadratmeter.
    Das ändert nichts an den übrigen Berechnungen.

    [ Antwort: Wie bereits angemerkt, der Rechenfehler lag allein bei mir und ist bereits korrigiert. Es gibt nun keine fundamentale Differenz zwischen Ihren und meinen Zahlen mehr. Die offene Frage wäre die nach dem energetischen Aufwand zur Erzeugung der erforderlichen Solarzellenfläche und der sich daraus ergebenden Amortisierungsdauer sowie – ebenso wichtig – nach der Speicherlösung und ihrer energetischen Effizienz. Auch die Kostenfrage stellt sich. Wenn ich den von mir überschlägig angesetzten Tagesertrag für ein 1000 qkm-Kraftwerk von 800 GWh aufs Jahr hochrechne, komme ich auf 290 TWh. Selbst wenn sich aus technischen Gründen hier deutlich weniger einstellt, sind wir da immer noch etwa eine Größenordnung über dem, was per PV in Deutschland an elektrischem Strom erzeugt und eingespeist wird. MK]

  12. @MMichael Khan:EE: Keine Speicherlösung

    Die Frage nach dem EROEI (Energy Return on Energy Invested) und nach Speicherlösungen werden in David Mc Kays Standarfwerk Sustainable Energy without the hot air beantwortet.
    Sie schreiben: “Die offene Frage wäre die nach dem energetischen Aufwand zur Erzeugung der erforderlichen Solarzellenfläche und der sich daraus ergebenden Amortisierungsdauer”
    Nach David McKey’s Standardwerk Sustainable Energy without the hot air gilt : “energy yield ratio (the ratio of energy delivered by a system over its lifetime, to the energy required to make it) of a roof-mounted, grid-connected solar system in Central Northern Europe is 4, for a system with a lifetime of 20 years (Richards and Watt, 2007); and more than 7 in a sunnier spot such as Australia.”

    Sie schreiben weiter: “ebenso wichtig – nach der Speicherlösung und ihrer energetischen Effizienz”
    Heute gibt es in Deutschland und vielen andern Ländern keine befriedigende Speicherlösung, denn nur Pumpspeicher können heute die nötige Speicherkapazität mit einem Wirkungsgrad über 70% gewährleisten und in D gibt es viel zuwenig Pumpspeicherpotential.
    Auch die Kostenfrage ist momentan für Photovoltaik negativ zu beantworten, PV ist schlicht und einfach noch nicht konkurrenzfähig.

    Die einzig heute praktikable Lösung für einen hohen Versorgungsgrad mit erneuerbarer Energie baut auf
    1) einen hohen Anteil von Windenergie von den besten und kostengünstigsten Standorten
    2) ein Supergrid von Hochspannungsgleichstromüberragungsleitungen, das mindestens ganz Europa, besser aber auch Teile Nordafrikas überzieht.

    Gregor Czisch hat eine kostenoptimierte EE-Versorgung Europas durchgerechnet und kommt zu einer Lösung mit Windenergie von der Nordtatlantikküste (Sommerpeak) und Windenergie aus Nordafrka (Winterpeak). Für verbleibende Produdktionsschwankungen genügen die Wasserkraftwerke Skandinaviens und er Schweiz sowie ein paar Biomassenkraftwerke (als Backup).
    Mit diesen Komponenten kommt er zu einem Strom-Gestehungspreis von 4,6 Eurocents pro Kilowattstunde.

    Ein sehr ähnliches, aber weniger kostenoptimiertes Projekt existiert unter der Schirmherrschaft der EU, roadmap 2050 genannt.
    Das executive summary meldet allerdings mehrere potentielle Probleme bei der Implementierung, welche vor allem auf Koordingsschwierigkeiten innerhalb der EU zurückzuführen wären. So gibt es momentan nur eine 1 Gigawatt-Verbindung Spanien-Frankreich. Die müsste aber auf 40 Gigawatt ausgebaut werden – und das wahrscheinlich auf Initiative Frankreichs hin.

  13. @Physiker

    Bei meinem konservativen Rechenansatz habe ich nur die direkt vom eingestrahlten Sonnenlicht aufgenommene Energie berücksichtigt, nicht aber, dass ja auch von der heißen Umgebungsluft Wärme an die Wasseroberfläche übertragen wird und dass es zu einem konvektiven Stoffübergang vom Verdunstungsbecken an die über die Oberfläche streichenden Wind kommen kann, wenn die Windgeschwindigkeit hoch genug ist. ferner wird auch Versickerung zu berücksichtigen sein. Alles zusammengenommen ist selbst bei einer Begrenzung der Verdunstungsfläche auf rund 1000 qkm die nachzuführende Wassermenge sicher höher als 93 t/s. Mir ging es um eine Abschätzung dessen, was mindestens möglich sein müsste. Ehrlich gesagt, dass es so wenig ist, hat mich überrascht. Selbst wenn die tatsächliche elektrische Leistung deutlich über 100 mW liegen sollte, ist das nicht sehr viel.

    Die Erweiterung der Seefläche ist nicht so einfach, weil das ja auch bedeutet, dass der Wasserspiegel steigt und damit dder Höhenunterschied zwischen Meeresspiegel und Oberfläche des Sees sich verringert. Dann aber verringert sich auch der mögliche Ertrag des Kraftwerks.

  14. Verdunstungskraftwerk

    Ich finde das einen sehr guten Ansatz, wobei die Folgen für die Umwelt genauer untersucht werden müssten. Ich hab mir schon vor vielen Jahren einmal sehr laienhaft (bin Arzt und kein Techniker) aus Interesse die notwendige Menge an Wasser errechnet, das ins Tote Meer transportiert werden müsste um den Wasserspiegel konstant zu halten und bin auf 35m³ pro Sekunde gekommen und mr auch ein Projekt eines Kanals vom Roten- zum Toten Meer mit allen möglichen Energiegewinnungspotentialen vorgestellt (ist ja wie sich zeigte ohnehin angedacht und offenbar müsste es ja auch eine Studie darüber geben). Es ist bei ihrem Projekt für die Quattara Senke aber nicht nur die “geringe” Energieausbeute, die zum Tragen kommt, sondern es gibt ja durchaus viele weitere Aspekte wie die Salzgewinnung (nicht nur als Speisesalz sondern für chemische Zwecke; siehe Totes Meer), die anfallende Menge an Verdunstungswasser bzw auch durch Entsalzung mögliche Gewinnung von Wasser für Bewässerung, als Trinkwasser etc., Und vorallem ist das ja wohl ein Projekt mit Nachhaltigkeit und (hoffentlich) keinen wesentlichen negativen sondern überwiegend positiven Auswirkungen auf die Umwelt. Bei der Photovoltaik bin ich mir da nicht so ganz sicher. Erstens ist die Lebensdauer der Paneelen begrenzt und sie scheinen auch, weder in der Produktion, noch in der Entsorgung umweltfreundlich zu sein. Jedenfalls finde ich, ein sehr interessantes Projekt.

  15. Auch ohne Kraftwerk eine Idee

    Die Idee mit dem Kraftwerk ist ja nicht so neu, aber die Dimensionen sind sehr interessant.
    Die Idee Quattara Senke zu fluten finde ich aber auch so überlegenswert.
    Ein solcher See könnte 1080 km³ Wasser aufnehmen. Das ist eine gigantische Menge. Ein solcher See hätte auch Auswirkungen auf das lokale Klima. Zwischen dem See und der Mittelmeerküste Ägyptens würde es höhere Niederschläge geben. Der See als Lebensgrundlage (Fischerei, Salzgewinnung, Transportwege, Freizeit) ist sicherlich auch interessant. Auch der globale Meeresspiegel würde unmittelbar um über 2-3 mm sinken.
    Das klingt nicht nach so sehr viel, aber es gibt auch noch nachgelagerte Prozesse (Grundwasser, Vegetation), die verstärkend wirken.
    Es bleibt dann noch immer genug Sahara übrig, wenn man 20.000 km² überflutet.
    Wenn ein ähnliches Projekt mit dem Schott Melghir unternommen würde, kämen noch etwa 8.000 km² hinzu.
    Viele Grüße
    Arno Meyer

  16. Ich glaube auch, dass ein Verdunstungskraftwerk nicht so die gute Idee wäre. Eine massive Versalzung im Laufe der Jahre für gerade mal ca.3% des ägyptischen Strombedarfs?

    Extrem interessant finde ich die Idee der Flutung des gesamten Beckens. Hab es per Google Earth pro mal grob ausgerechnet. Wenn sämtliche Flächen ab -10m unter dem Meerespiegel geflutet werden würden, hätten wir ein Binnenmeer von ca. 18500km². Inklusive ein paar Inseln ergibt das eine Küstenlinie von 1000km was allein über Fischfang einen höheren Ertrag erwirtschaften würde als das Verdunstungskraftwerk.
    Dazu kommt die gigantische Verdunstung. Woanders habe ich gelesen, dass man beim Qattaraprojekt bei einen 7700km² großen See mit einer mittleren jährlichen Verdunstungsrate von 8.000.000t Wasser pro Tag gerechnet hat (inkl. mittleren Niederschlag). Bei 18500km² sind das also 19,2 Mill.t Pro Tag. Oder 222m³/s bei einer Fließgeschwindigkeit von 1m/s. Gar nicht mal so viel.
    Allerdings will ich den Tümpel auch voll bekommen. Hier wurden 1080km³ erwähnt. Das dürfte grob stimmen. Wenn ich diese Menge in 25 Jahren zuführen will brauche ich 1370m³/s. Inkl. Verdunstungsverluste und ordentlich Puffer würde ich mal 2000m³/s ansetzen. Das bekommt man nicht mehr durch Röhren, daher brauchen wir einen Kanal. Bei üblicher 1m/s und 25m hochseetauglicher Panamaxtiefe sollte dieser 80m breit sein.
    Laut mittlerer Messung muss ich dafür auf 120km Länge einen Block von 80x130m ausbaggern.
    Das ist ein Abraum von 1,248 Mrd. m³. Wenn das Gestein normales Gewicht hat. Damit könnte man knapp 4 Palmeninseln in Dubai aufschütten. Oder die massive Erosion im Nildelta für Jahrzehnte verhindern.
    Wäre eine geiles, machbares Projekt oder?
    Durch die Verdunstung samt massiver Aufwaldung schaffen wir Millionen Arbeitsplätze, senken den Meerespiegel 2-3mm und verändern das lokale Mikroklima. Langfristig werden so viele Mrd. Tonnen CO2 gebunden. Und falls das mit den Aufwindkraftwerken wie in der Theorie geplant funktionieren würde, könnte man mit dieser Technik in 2 Generationen das Binnenmeer entsalzen und nebenbei ganz Ägypten mit Strom versorgen.
    Kosten? Machbar, wenn die CO² – Bindung mit eingerechnet wird.

  17. An der Quattarasenke hätte ein Verdunstungsprojekt weniger Nutzen als einer Flutung der solchen. Je größer der See, desto größer die Oberflache, desto höher die Verdunstung. Die entstehende Strömung – Nachfluss aus dem Mittelmeer kann mittels eines abgestuften Kanals in vielen Laufkraftwerken genutzt werden.
    Viel größer aber wäre der Nutzen der regionalen Klimaveränderung. Der Wüstenwind würde das verdunstete Wasser gegen das etwa 200 Meter hohe Küstengebirge drücken und dort mittels Nebel die Vegetation erhöhen oder Richtung Osten ins Nildelta drücken.
    Sozial wäre das Projekt eine riesige Arbeitsbeschaffung und somit Friedensstiftend.

  18. Thema: Lithiumgewinnung. Nachtrag, 6 Jahre später: Ein weiterer Anwendungsfall für das bei der Verdunstung anfallende Meersalz könnte die Gewinnung von Lithium sein. Bei weiter steigendem Bedarf für Akkumulatoren für elektrische Fahrzeuge werden die Marktpreise für Lithium steigen und die Gewinnung aus dem Salz könnte rentabel werden. Die für den Extraktionsprozess erforderliche Energie könnte von dem Kraftwerk kommen , oder aber von Wind- oder PV-Anlagen, die in der Nähe des Salzsees errichtet werden.

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