Solaranlagen und Offshore-Windparks gehören zu den nachhaltigen und zukunftsträchtigen Energiesystemen. Ein neuer Ansatz des Politecnico di Milano verbindet beide Technologien in schwimmenden Photovoltaiksystemen. Mit diesen könnten geplante Wasserkraftwerke in Afrika ersetzt werden, um Energie-, Wasser- und Klimaziele ganzheitlich zu realisieren.
Alternative zu Dämmen
Die Studie, die im Fachmagazin Nature Energy veröffentlicht wurde, zeigt, dass die sogenannten FPV-Anlagen, die auf bestehenden großen Stauseen installiert werden, zwischen 20 und 100 Prozent des Stroms erzeugen könnten, der von den geplanten Wasserkraftdämmen in Afrika erwartet wird. Dabei erweist sich die Technologie nicht nur als kostengünstig im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien, sondern könnte auch negative Umweltauswirkungen vermeiden, die mit dem Bau großer Dämme einhergehen.
Hauptautor Wyatt Arnold kommentiert in einer Pressemitteilung: „Schwimmende Solarenergie wird schnell kostengünstig im Vergleich zu landgestützter Solarenergie, und unsere Ergebnisse deuten darauf hin, dass sie den Bau vieler der für Wasserkraft in Afrika geplanten Dämme überflüssig machen könnte.“
Die Wissenschaftler verwendeten ein hochmodernes Energieplanungsmodell, das das gesamte Energiesystem des Kontinents abdeckt, und führten eine detaillierte Fallstudie am grenzüberschreitenden Sambesi-Wasserlauf durch. Die traditionelle Energie-Wasser-Modellierung betrachtet oft einzelne Sektoren wie Wasserkraft isoliert, während diese Studie fortgeschrittene Multisektor-Modellierung anwendet, die Kompromisse zwischen Energie, Landwirtschaft, Umweltschutz und wirtschaftlichen Entwicklungszielen innerhalb von grenzüberschreitenden Flussbecken aufdecken und ausgleichen kann
Effizientere Nutzung von Geldern
So fanden die Forscher heraus, dass die für neue Dammprojekte vorgesehenen Kapitalinvestitionen effizienter eingesetzt werden könnten, indem weniger Stauseen gebaut und die Energieversorgung mit schwimmender Solarenergie ergänzt wird. Im Vergleich zu dammintensiven Lösungen führte dieser Ansatz zu 12 Prozent weniger Schwankungen in der Stromversorgung und erwies sich als robuster gegenüber potenziellen langfristigen Dürrebedingungen, die durch den Klimawandel verschärft werden könnten.
„Indem sie schwimmende Solarenergie annehmen und die Abhängigkeit von Wasserkraft verringern, können sich entwickelnde Volkswirtschaften eine stabilere Energieversorgung sichern, die robust gegenüber hydrologischen Unsicherheiten ist, die durch den Klimawandel verursacht werden“, erklärt Prof. Andrea Castelletti von der Politecnico di Milano.
Zwar würden technische und soziale Faktoren die Annahme von FPV an bestimmten Standorten einschränken, allerdings dürften diese potenziellen Auswirkungen weit weniger schwerwiegend sein als die von neuen Dämmen und Stauseen. Diese würden nicht nur die Flussökologie irreversibel stören, sondern auch Gemeinschaften verdrängen und regionale Spannungen über gemeinsam genutzte Wasserressourcen verschärfen.
Bildquelle: Politecnico di Milano