Riesige Kraftwerke in der Wüste Chinas

Laut chinesischen Wissenschaftlern würden gigantische Wüstenkraftwerke billige, saubere Energie in Chinas Produktionszentrum pumpen, den Lebensstandard des Landes erhöhen und Chinas Wettbewerbsfähigkeit in Hightech-Wettkämpfen wie der künstlichen Intelligenz (KI) stärken.

Solaranlagen auf dem Gelände der Ningxia Tengger Desert New Energy Base, einer der Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien im Nordwesten Chinas. Foto: AFP

Unerschöpfliche Quelle sauberer Energie aus der Wüste

Nordwestchina umfasst die drei Provinzen Shaanxi, Gansu und Qinghai sowie die beiden autonomen Regionen Ningxia und Xinjiang. Mit einer Fläche von über 3 Millionen Quadratkilometern ist es größer als Indien und galt lange als eine der am wenigsten entwickelten und ärmsten Regionen Chinas.

Die große Entfernung zum Meer und das raue Terrain, das von riesigen Wüsten wie der Gobi und der Taklamakan geprägt ist, haben dazu geführt, dass die Region nur dünn besiedelt ist.

Die Region ist jedoch reich an natürlichen Ressourcen, darunter Öl, Kohle und reichlich grüne Energie, die 60 % des chinesischen Solarstroms und ein Drittel des Windstroms liefert.

Schätzungen von Wissenschaftlern und Ingenieuren, die die Energiewende vorantreiben, zufolge liegt die installierte Leistung in Nordwestchina bei fast 500 GW. Zusammen mit der riesigen Wüstenregion Gobi in der benachbarten Inneren Mongolei erreicht dieser Wert 600 GW.

Zum Vergleich: Alle US-Kraftwerke zusammen werden laut der US-Energieinformationsbehörde bis Ende 2022 etwa 1.100 GW produziert haben.

Bemerkenswerterweise wird mehr als die Hälfte dieser Kraftwerke in Nordwestchina mit natürlichen Energiequellen betrieben: Wind- und Solarenergie. Trotz der Unberechenbarkeit der Natur erreichen diese umweltfreundlichen Kraftwerke eine durchschnittliche Auslastung von über 95 %.

Laut Wissenschaftlern hat es kein anderes großes regionales Stromnetz geschafft, eine so bedeutende Menge an erneuerbarer Energie so nahtlos zu integrieren und gleichzeitig das ganze Jahr über hohe Auslastungsraten aufrechtzuerhalten.

Langfristige und potenzielle Strategie

Bereits in den 1980er-Jahren hatte der Wissenschaftler Qian Xuesen, Mitbegründer des Jet Propulsion Laboratory der NASA und später maßgeblich am Aufbau des chinesischen Raumfahrtprogramms beteiligt, die Vision, die gewaltigen Wind- und Solarenergieressourcen der Wüste Gobi zur Energieversorgung des Landes zu nutzen. Damals ließen technologische Beschränkungen diese Idee als Utopie erscheinen.

„Das Stromnetz im Nordwesten hat die erste Phase dieses neuen Stromsystems zum Leben erweckt“, schrieben Professor Ma Xiaowei und sein Team von der Nordwest-Niederlassung der China Power Grid Corporation und der Xi’an Jiaotong Universität in einem Artikel, der letzten Monat in der chinesischen Fachzeitschrift Power System and Clean Energy veröffentlicht wurde.

Die installierte Kapazität erneuerbarer Energien in der Region hat 230 GW erreicht, wovon die Hälfte über 10 Höchstspannungs-Gleichstrom-Übertragungsleitungen in die dicht besiedelten östlichen Küstenprovinzen übertragen wird.

Diese Stromleitungen erstrecken sich über Tausende von Kilometern und durchqueren fast die gesamte Breite Chinas, was das nordwestliche Stromnetz zum „größten und leistungsstärksten regionalen Stromnetz der Welt “ macht, so Ma und seine Kollegen in ihrer Veröffentlichung.

Seit Jahrzehnten nutzt die Europäische Union (EU) ihre Wirtschaftskraft , ihre große Bevölkerung und den Einfluss von Umweltverbänden, um den Übergang zu grüner Energie voranzutreiben und den Klimawandel zu bekämpfen. Globale Konzerne wie Siemens in Deutschland und Schneider Electric in Frankreich haben die technologischen Fortschritte und das Know-how auf diesem Gebiet maßgeblich geprägt.

Nach einem sorgfältigen Vergleich stellte das Team um Herrn Ma jedoch fest, dass das Stromnetz im Nordwesten Chinas die EU bei den wichtigsten Indikatoren für die Nutzung erneuerbarer Energien sogar übertraf und ein weltweit führendes Niveau erreichte.

Solarpaneele bedecken die Wüste. Foto: Reuters

Herausforderungen und Hindernisse

Würden alle Wüsten der Erde mit Solaranlagen und Windkraftanlagen bedeckt, würde die erzeugte Strommenge den aktuellen menschlichen Bedarf bei Weitem übersteigen. Doch diese Vision erscheint aufgrund technischer Hürden unrealistisch, beispielsweise der Schwierigkeit, große Strommengen über weite Strecken zu übertragen. Auch die herkömmlichen Stromnetze können die starken Schwankungen erneuerbarer Energien nicht bewältigen.

Angesichts dieser Herausforderung haben chinesische Ingenieure verschiedene Maßnahmen erprobt und wertvolle Erkenntnisse gewonnen. Laut dem Artikel von Herrn Ma verursachte eine Windkraftanlage im Jahr 2014 eine Überspannung, die sich über 400 Kilometer ausbreitete und einen anderen Windpark zerstörte.

Chinas explosionsartiges Wachstum im Bereich der erneuerbaren Energien in den letzten Jahren hat diese Probleme verschärft. Veränderungen der Sonneneinstrahlung und des Wetters können dazu führen, dass die Stromerzeugung im nordwestchinesischen Stromnetz innerhalb eines einzigen Tages um bis zu 50 Gigawatt schwankt – eine Menge, die der kombinierten Kapazität aller in Frankreich betriebenen Kernreaktoren entspricht.

Um dieser Herausforderung zu begegnen, hat China die weltweit modernsten Hochspannungs-Gleichstrom-Fernübertragungsleitungen gebaut, die die Leistungsverluste bei der Fernübertragung wirksam reduzieren.

Chinesische Wissenschaftler und Ingenieure haben mithilfe von KI die Stromerzeugungskapazität bis zu zehn Tage im Voraus prognostiziert, indem sie große Mengen an Sensordaten analysierten. „Bei stabilen Wetterbedingungen ist die Vorhersagegenauigkeit sehr hoch“, schrieb Mas Team.

Kohlekraftwerke bildeten einst die wichtigste stabilisierende Kraft im chinesischen Stromnetz, doch im Nordwesten Chinas wurden sie durch das rasante Wachstum von Solar- und Windenergie in den Schatten gestellt. Um dies auszugleichen, hat die chinesische Regierung flussaufwärts am Gelben Fluss Wasserkraftwerke errichtet, die das Rückgrat der Energieregulierung und -speicherung bilden.

Laut dem Team von Herrn Ma bewässern diese Stauseen nicht nur trockene Gebiete, sondern senken auch die Kosten für die Netzregulierung um fast 20 Milliarden Yuan (2,8 Milliarden US-Dollar), was enorme wirtschaftliche und ökologische Vorteile mit sich bringt.

Eine weitere Kerntechnologie besteht darin, die Komplementarität erneuerbarer Energien zu erreichen. Dies erfordert ein robustes und zuverlässiges System zur Informationserfassung und -steuerung. Das Team von Herrn Ma gab an, dass sich fast die Hälfte der Anlagen zur Erzeugung erneuerbarer Energien diesem System gegenseitiger Unterstützung angeschlossen haben.

Wettlauf zwischen den USA und China um saubere Energie

Laut einem in Peking ansässigen KI-Unternehmer wird die Energieversorgung nach dem Wettlauf im Bereich der künstlichen Intelligenz ein Schlüsselfaktor im bevorstehenden Wettbewerb zwischen China und den USA sein. Um Chinas KI-Vorsprung einzudämmen, haben die USA den Verkauf fortschrittlicher KI-Chips an das Land mit einer Milliarde Einwohner verboten.

„Der Vorteil fortschrittlicher Chips liegt hauptsächlich im etwas geringeren Stromverbrauch. Da sich Chinas Stromversorgung jedoch verbessert, können chinesische Unternehmen auch mit weniger fortschrittlichen Chips ähnliche Ergebnisse im KI-Training erzielen“, sagte der ungenannte Unternehmer und fügte hinzu, dass der Anstieg der Stromkosten im Vergleich zu den Gesamtinvestitionen im KI-Wettlauf vernachlässigbar sei.

Vor der Pandemie verfügte China über die doppelte Stromerzeugungskapazität der USA. Heute hat sie sich fast verdreifacht. Die US-Strompreise werden aufgrund der Inflation von 2021 bis 2023 voraussichtlich um 20 % steigen, während die Preise in China stabil bleiben. In einigen Regionen mit hohem Potenzial für erneuerbare Energien erhalten chinesische Unternehmen sogar noch höhere Rabatte.

Die chinesische Regierung verstärkt ihre Pläne zum Bau von Rechenzentren und KI-Servern in ihren energiereichen westlichen Regionen, um die globale Wettbewerbsfähigkeit heimischer Technologiekonzerne wie Huawei zu steigern.

Hoai Phuong (laut SCMP)

Quelle: https://www.congluan.vn/suc-manh-tu-nhung-trang-trai-dien-khong-lo-tren-sa-mac-cua-trung-quoc-post285235.html