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Industrielles Wassermanagement

Rekordsommer 2018 – Stresstest für die Wasserinfrastrukturen

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Kühlwasser im Stresstest

77 % des im gesamten Wirtschaftszweig des verarbeitenden Gewerbes eingesetzten Wassers wurde als Kühlwasser genutzt. Insbesondere entnehmen deutsche Wärmekraftwerke erhebliche Mengen an Flusswasser. Ist dafür auch in Zukunft jederzeit ausreichend Wasser verfügbar? Zweifel sind berechtigt: Bereits die heißen Sommer in den Jahren 2003 und 2006 haben vor Augen geführt, welche Folgen Hitze und Trockenheit für die Stromerzeugung haben können. Europaweit waren während der sommerlichen Hitzeperiode im Jahr 2003 über 30 Kernkraftanlagen gezwungen, ihre Stromproduktion zurückzufahren.

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In Deutschland betraf dies z.B. Kraftwerke an Isar und Rhein. Im Jahr 2006 kam es zu kühlwassertemperaturbedingten Einschränkungen der Stromproduktion in thermischen Kraftwerken an den Ufern von Weser und Elbe. In diesen Jahren mussten die zuständigen Wasserbehörden teilweise Ausnahmegenehmigungen erteilen, um die Versorgungssicherheit mit Strom zu gewährleisten.

Europaweite Kühlwasser-Engpässe

Auch im europäischen Ausland kommt es immer wieder zu Engpässen. Wie eine niederländische Forschergruppe 2017 in der Zeitschrift „Nature Energy“ berichtet (doi:10.1038/nenergy.2017.114), laufen Kraftwerke im Süden Europas nicht mehr auf vollen Touren. Grund: Kühlwassermangel! Die Arbeitsgruppe von Paul Behrens von der Universität Leiden in Den Haag untersuchte mehr als 1300 Kraftwerke an 818 Flusssystemen. Das Ergebnis: 2014 musste in 47 untersuchten Regionen die Stromproduktion gedrosselt werden. Vor allem der Mittelmeerraum leidet unter den langen Trockenperioden. Und auch Osteuropa ist betroffen: 2015 führte eine Hitzewelle in Polen zur Drosselung der Kraftwerksleistung. Bis 2030 – so glauben die Wissenschaftler – werde sich das Problem weiter verschärfen. Sie rechnen mit 54 Flusssystemen, die dann von der Trockenheit betroffen sein werden.

Lässt sich die Prozesswärme z.B. wegen Hitze und Trockenheit nicht in ausreichendem Maße abführen, kann der Wirkungsgrad der Kühlsysteme und damit auch der Kraftwerke abnehmen. Vor allem aber können bei niedrigen Wasserständen und erhöhten Gewässertemperaturen wasserrechtliche Auflagen greifen.

Förderprogramm soll Frischwasserverbrauch halbieren

Das Problem ist erkannt – und schon gibt es ein entsprechendes Förderprogramm des Bundes namens „WEISS“ (Effiziente Kreislaufführung von Kühlwasser durch integrierte Entsalzung am Beispiel der Stahlindustrie). Ziel des Projektes ist die Halbierung des Frischwasserverbrauchs für Kühlkreisläufe am Beispiel der Stahlindustrie und damit eine Wassereinsparung von bis zu 800 000 m3/a für einen durchschnittlichen Stahlstandort.

Fazit

Den Stresstest haben die deutschen Wasserinfrastrukturen auch im Rekordsommer 2018 bestanden. Doch ist das kein Freibrief für die Zukunft – Infrastrukturen sind ein wertvolles Asset, sie müssen kontinuierlich instandgehalten und modernisiert werden. In den kommenden Jahren werden laut VKU 75 % der kommunalen Wasserversorger noch intensiver als ohnehin schon in ihre Infrastrukturen investieren – es sei dies eine generationenübergreifende Aufgabe.

Beim Kühlwasser zeichnet sich indes langfristig Entspannung ab: Durch die Energiewende nimmt die Bedeutung thermischer Kraftwerke für das Energiesystem ab. Angesichts der zunehmenden Einspeisung von erneuerbaren Energien insbesondere in der heißen Jahreszeit sind sommerliche Engpässe in der Elektrizitätsversorgung insgesamt eher nicht zu erwarten. Dessen ungeachtet kann es in Regionen, in denen thermische Kraftwerke noch eine überdurchschnittlich wichtige Rolle spielen, zu sommerlichen Einschränkungen der Stromerzeugung kommen.

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