Saubere Energiebemühungen des weltweit größten Umweltverschmutzers

Vom größten Umweltverschmutzer zur grünen Politik

Es ist kein Geheimnis, dass der Aufstieg Chinas in Wirtschaft und Industrie zu einem hohen ökologischen Preis kam, da das Land größtenteils von Kohlekraftwerken betrieben wird. Billige fossile Brennstoffe waren ein entscheidender Vorteil beim spektakulären Aufstieg, der China zum größten Produzenten von Zement, Stahl, Aluminium, Schiffen usw. machte.

Insgesamt stellt China mehr her als die kumulierten neun nächstgrößten Hersteller zusammen.

Quelle: CEPR

Die Bevölkerung und die Führung des Landes wissen, dass dies zu einem hohen Preis kam. Ein Indikator ist zum Beispiel die Luftverschmutzung, wobei die Hauptstadt Peking fast ständig unter Smog (Rauch + Nebel) litt und Atemwegserkrankungen verursachte.

Im Herbst 2013 erklärte das Land den „Krieg gegen die Verschmutzung“ und stellte das Thema in den gleichen Fokus wie die bisherige wirtschaftliche Entwicklung:

„Wir müssen im Krieg gegen die Verschmutzung genauso entschlossen sein wie im Krieg gegen die Armut“. 2018 folgte der Aktionsplan dem „Drei‑Jahres‑Plan zum Schutz des blauen Himmels“, der weitere Städte unter Luftqualitäts‑Ziele stellte.

Li Keqiang ‑ Der ehemalige Premierminister (zweit‑höchste Person im politischen System Chinas) vor dem Nationalen Volkskongress

Zudem sind 25 % der Oberflächengewässer stark verschmutzt und 16 % des Bodens kontaminiert.

Auf den ersten Erfolgen aufbauen

Damals herrschte große Skepsis, ob das Land sein kohlebasiertes Wirtschaftsmodell hinter sich lassen könnte, doch es scheint, dass zumindest die Luftverschmutzung einigermaßen effizient bekämpft wurde.

Quelle: Dialogue Earth

Ein Schlüsselfaktor für diesen Erfolg war die Einführung von kohlenstoff‑ und emissionsarmen Energiequellen sowie von Elektrofahrzeugen.

Im Prozess wurde China zum weltweiten Spitzenreiter im Bereich der grünen Energie, mit einem Wendepunkt im Zeitraum 2010‑2015, wobei das Land in letzter Zeit zahlreiche Rekorde aufgestellt hat:

• Im Jahr 2022 installierte China etwa so viel Solarkapazität wie der Rest der Welt zusammen und verdoppelte die zusätzliche Solarleistung 2023.
  • 2023 steigerte China die neue Windkapazität um 66 % und fast vervierfachte die Zunahme von Energiespeichern.
  • China produziert 80 % der weltweiten Solarzellen und 93 % der Polysilizium‑Produktionskapazität.
• Mehr als die Hälfte der in China verkauften Autos sind neue Energie‑Fahrzeuge (NEV = Elektro‑ und Hybridfahrzeuge)
• China produziert 77 % der globalen Batteriefertigung.
  • Es produziert zudem 80 % des weltweit raffinierten Lithiums.
• Der größte Markt für grüne Anleihen und grüne Finanzierung, mit 131 Mrd. $ allein im Jahr 2023.

Quelle: Yale

Dennoch ist dies erst der Anfang, und eine Flut von Nachrichten hat gezeigt, dass China im nächsten Abschnitt der sauberen Energieentwicklung noch ambitioniertere Ziele verfolgt. Das ist dringend nötig, da das Wirtschaftswachstum des Landes bedeutet, dass es zwar ein Führer im Bereich der grünen Energie ist, aber gleichzeitig mehr Kohle als je zuvor benötigt.

Quelle: Visual Capitalist

Offshore‑Solarfarm im offenen Meer

Da die Stromnachfrage an der dicht besiedelten Ostküste des Landes steigt, kann China nicht ausschließlich auf Solarenergie aus den fernen nördlichen und westlichen Wüstenregionen setzen.

Und Land in den Küstenregionen ist teuer, sei es für landwirtschaftliche Nutzung oder städtische Entwicklung. Das Meer hingegen bietet reichlich verfügbaren Raum.

Deshalb baut China die weltweit größte Offshore‑Solarfarm mit einer geplanten Kapazität von 1 GW vor der Küste der Stadt Dongying in der Provinz Shandong, Ostchina. Sie sollte ausreichen, um 2,67 Millionen städtische Haushalte zu versorgen.

Quelle: Examine China

Es ist zu beachten, dass die Farm nicht weit von Peking entfernt liegt und außerhalb von Hurrikangebieten. Sie wird 8 km (5 Meilen) vor der Küste liegen und erstreckt sich über beeindruckende 1 223 Hektar (3 023 Acres).

Die Struktur wird von großflächigen Offshore‑Stahlträger‑Fundamenten getragen, wobei jede Plattform 60 m (197 ft) mal 35 m (115 ft) misst.

Quelle: Electrek

Dieses Projekt wird nicht nur eine Offshore‑Solaranlage sein, sondern auch die Fischzucht integrieren und möglicherweise eine neue Form von Agrivoltaik einführen, die Aquakultur und Solarenergie kombiniert.

Mega‑Windturbinen

Auch die großflächige Offshore‑Stromerzeugung wächst in China. Das Land brach den Weltrekord für die meiste in einem Tag von einer einzelnen Windturbine erzeugte Leistung.

Dies wurde offshore in der Provinz Fujian von der riesigen 16 MW Goldwind GWH252‑Windturbine erreicht.

Quelle: Euronews

Der Durchmesser von 252 m (827 ft) erzeugte in 24 Stunden 384,1 MWh, während gleichzeitig ein Taifun die Region wütete. Jeder Rotorblatt kann bei maximaler Kapazität bis zu 2/3 der Schallgeschwindigkeit erreichen.

Was diesen Rekord möglich machte, ist, dass die Goldwind‑Turbine ihre Rotorblätter in Echtzeit anpassen kann, wenn die Winde hohe Geschwindigkeiten erreichen, sodass sie auch während eines tropischen Sturms weiter Strom erzeugt.

Wir überwachen kritische Komponenten wie das Hauptsteuerungsprogramm, das Pitch‑System und die Generatoren genau, um schrittweise Leistungsbeschränkungen zu lockern und gleichzeitig die Betriebssicherheit zu gewährleisten,

Sprecher von Goldwind

Derzeit ist die Windenergie stark regional geprägt, wobei China 49 % der 64,3 GW Gesamtkapazität globaler Offshore‑Windkraft im Jahr 2022 ausmachte, Europa 47 %.

Kommende chinesische Nuklear‑Dominanz

Während die chinesischen Anstrengungen im Solar‑ und Windbereich bemerkenswert sind, benötigt das Land stabile und wetterunabhängige Energie, um Kohlekraftwerke abzuschalten, ohne jahrelang auf die Bereitstellung von Terawatt‑Batteriekapazitäten warten zu müssen.

Kernkraftwerke haben zudem einen geringen Flächenbedarf und können überall in der Nähe von Energieverbrauchern gebaut werden, etwa in Megalopolis‑ und Industriezentren.

Deshalb führt China auch im Nuklearbereich, mit bis zu 100 neuen Kernreaktoren, die in den nächsten zehn Jahren gebaut werden sollen. Trotz des fast unglaublichen Ausmaßes dieses Ziels ist es realistisch, da China 2024 bereits 11 neue Kernreaktoren genehmigt hat.

Quelle: Nuclear Energy – Our World in Data

China ist das erste Land, das kommerziell einen 4. Generation‑Kernreaktor betreibt, mit dem Start des Huaneng Shandong Shidao Bay Kernkraftwerks im Osten Chinas im Jahr 2023.

Dieser Reaktor ist ein Very‑High‑Temperature‑Reaktor (VHTR) und nutzt ein „Pebble‑Bed“, bei dem keramische Kugeln, klein genug, um sie in der Hand zu halten, einen Uran‑Kern schützen; tausende solcher Kugeln befinden sich in einem Reaktor.

Der Vorteil des Pebble‑Designs liegt darin, dass es einen Austausch ermöglicht, ohne den Reaktorbetrieb zu unterbrechen, und die keramischen Kugeln verhindern das Risiko von radioaktiven Leckagen.

Quelle: CGTN

Dieses Design erreicht sehr hohe Temperaturen im Bereich von 1 000 °C. Da die Reaktion hohe Temperaturen erfordert und passiv gekühlt wird, ist dieses Design von Natur aus sicherer als ältere 3. Generation‑Kernkraftwerke.

Eine weitere nukleare Innovation, die kein Uran, sondern Thorium verbrennt, wird ebenfalls von China vorangetrieben. Sie hat einen Thorium‑Reaktor entwickelt, der wasserlos betrieben werden kann und sich daher gut für Wüstenregionen eignet. Thorium‑Reaktoren gelten als von Natur aus sicherer und können nicht zur Herstellung von waffenfähigem radioaktivem Material verwendet werden.

Das Land erwägt sogar den Bau von Containerschiffen, die von einem Thorium‑Reaktor angetrieben werden, wie von der China State Shipbuilding Corporation (CSSC) enthüllt.

Weltraum‑Solarenergie

Ein weiteres Feld, in dem China aggressiv wächst, ist die Weltraumerkundung. Aus einem anfänglichen Raumfahrtprogramm, das größtenteils auf sowjetischen Designs basierte, konkurriert es jetzt effizient mit der NASA und sogar mit Elon Musks SpaceX, in dem man nur von einem neuen großen Weltraumrennen sprechen kann (SPCX ).

Dieses Weltraumrennen beinhaltet einen ambitionierten Plan für eine Mondbasis in Zusammenarbeit mit Russland, bestehend aus drei Phasen, und erfordert fünf Missionen mit noch in Entwicklung befindlichen Super‑Heavy‑Trägerraketen.

• Die erste Phase ist der wissenschaftlichen Messung und der Nutzung lokaler Ressourcen gewidmet.
• Die zweite Phase wird die grundlegenden Unterstützungsstrukturen bauen und die erste bemannte Landung aus der Ferne ermöglichen.
• Die dritte Phase, voraussichtlich um 2045, wird die eigentliche Basis errichten, die weitere Astronauten aufnehmen und die Anlage ausbauen kann.

Ein zentrales Prinzip des Mondbasis‑Plans Chinas ist die Nutzung von Ressourcen vor Ort für die lokale Fertigung. Dies würde einen parallelen Plan zum Bau des größten menschengemachten Objekts im Weltraum ergänzen.

Die China Academy of Space Technology (CAST), Chinas größter staatlicher Raumfahrzeughersteller, plant 2028 ein Experiment zur Hochspannungs‑ und drahtlosen Energieübertragung im niedrigen Erdorbit durchzuführen.

Quelle: Space News

Kurz gesagt soll die 24/7‑Beleuchtung im Weltraum genutzt werden, um die Leistung von Solarmodulen zu steigern und Solarenergie ultra‑zuverlässig zu machen. Die erzeugte Energie wird per Mikrowellen zur Erde zurückgestrahlt.

Quelle: ESA – European Space Agency

(Wir haben in einem ausführlicheren Artikel erklärt, wie weltraumbasierte Solarenergie funktioniert)

Der Test 2028 wird ein 10 kW‑Solarmodul mitführen, vergleichbar mit der Kapazität eines Hausdachs.

Bei Erfolg folgt 2030 ein Satellit, der 100‑mal stärker ist (1 MW) und über ein wesentlich leistungsfähigeres Lasersystem zur Energieübertragung verfügt. Ein so massives Orbital‑System erfordert Montage im Orbit und wird wahrscheinlich von Fernmontage und/oder den chinesischen Astronauten auf der chinesischen Raumstation Tiandong profitieren.

Phase 3 und 4 dieses Plans sollen weiter skalieren, mit geplanten Terminen 2035 bzw. 2050, mit 10 MW bzw. 2 GW *(2 000 MW). Diese Strom‑Satelliten würden Sendeanlagen benötigen, die größer als 100 Meter bzw. rund 1 Kilometer sind.

Sie können die Details dieses Plans im dedizierten wissenschaftlichen Papier nachlesen, veröffentlicht unter dem Titel „Retro‑directive microwave power beam steering technology for space solar power station“.

Prognose von Chinas grüner Energiestrategie

Aus diesen verschiedenen Nachrichten können wir beginnen, den langfristigen Plan der chinesischen Wissenschafts‑ und Politikführung bezüglich ihrer Energiestrategie zusammenzusetzen.

Bis 2030 liegt das Ziel weiterhin vor allem auf Energiesicherheit und Minimierung der Verschmutzung, mit mehr On‑ und Offshore‑Wind, Solar‑Farmen und bewährten Kernreaktor‑Designs.

Für 2030‑2040 steht die kontinuierliche Erweiterung der Solarkapazität mit massiver Installation von Batteriespeichern sowie die Fortsetzung des Baus von über 10 Kernreaktoren pro Jahr im Vordergrund, um die chinesische Wirtschaft ernsthaft zu dekarbonisieren.

Ab 2040 + können orbital‑basierte Solartests und der Bau der Mondbasis zur Nutzung lokaler Ressourcen beginnen, massive Silizium‑Ressourcen für die weltraumbasierte Herstellung von Solarmodulen zu liefern, nicht nur für die Montage im Weltraum. Schließlich besteht 20 % des lunaren Regoliths aus Silizium, dem Grundelement für Polysilizium in Solarmodulen, wobei Eisen, Aluminium und Titan ebenfalls nützliche Materialien für die Fertigung sind.

Quelle: AnthroFuturism

Dies könnte die endgültige Form von Chinas grünen Energieambitionen sein, die nicht nur dem Land, sondern dem gesamten Planeten eine Quelle unbegrenzter, reichlicher, stabiler und zuverlässiger Solarenergie bietet – ausschließlich durch menschlichen Einfallsreichtum und die mineralischen Reichtümer des Mondes.

Falls diese Vision nicht von China realisiert wird, sollte sie wahrscheinlich von anderen Nationen und visionären Unternehmern umgesetzt werden.

Es kann auch darauf hingewiesen werden, dass eine solch massive orbitale Energieproduktion gleichermaßen die Expansion der Menschheit ins Sonnensystem antreiben könnte, von weltraumbasierter Raumschiffproduktion bis hin zu laserbetriebenen Solarsegeln.