Gezeitenenergie in Alaska: Neue Studie zeigt, dass Alaskas Cook Inlet 70.000 Haushalte mit Strom versorgen könnte

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Ein Großteil Alaskas ist leer – zumindest ohne Menschen. Riesige Tundra und Wälder trennen Städte und Dörfer und teilen den Staat in mehr als 150 isolierte Stromnetze. Das größte dieser Netze, bekannt als Railbelt, transportiert 70 % der elektrischen Energie des Staates zu etwa drei Vierteln seiner Bevölkerung. Heute wird dieses Netz größtenteils mit Erdgas betrieben.

Doch Alaskas Gouverneur Mike Dunleavy will das ändern.

„Obwohl Alaska ein führender Energieproduzent ist, sind die Energiekosten in Alaska, insbesondere in unseren ländlichen Gemeinden, extrem hoch“, sagte er in einem Pressemitteilung 2023.

Dunleavy möchte, dass bis 2040 80 % des Stroms im Railbelt aus erneuerbaren Energiequellen stammen – nicht nur, um die Ziele des Staates für saubere Energie zu erreichen, sondern auch, um diese zu senken überdurchschnittlich hohe Energiekosten. Die Umstellung auf erneuerbare Energien, einschließlich Wasserkraft, Windkraft, Solarenergie, Geothermie und Gezeitenenergie, könnte die Ausgaben des Staates für die Stromerzeugung um etwa 100 Millionen US-Dollar pro Jahr senken (ab etwa 2030).

Laut einer neuen Studie des National Renewable Energy Laboratory (NREL) könnten sich diese Einsparungen insgesamt auf 1,3 Milliarden US-Dollar belaufen.

Der neue NREL-StudieDas vom Water Power Technologies Office des US-Energieministeriums (DOE) finanzierte Projekt untersucht, wie viel Wert die neue, aber schnell wachsende Gezeitenenergiebranche für das Railbelt-Netz bringen könnte. Der Cook Inlet des Bundesstaates, der bis zur Mitte des Railbelt in Anchorage fließt, beherbergt einige der größten Gezeitenenergieressourcen jeder Region der Erde (einschließlich etwa einem Drittel der gesamten Gezeitenkraft der Vereinigten Staaten). Da die Gezeitenenergie jedoch noch relativ neu ist, wird ihr potenzieller Wert nicht immer vollständig verstanden.

In enger Zusammenarbeit mit der Homer Electric Association, dem Energieversorger, der den Teil des Railbelt-Netzes versorgt, der an das Cook Inlet grenzt, entwickelte das NREL-Team ein Netzbetriebsmodell. Mit diesem Modell entdeckten sie, dass Gezeitenenergie nicht nur eine wertvolle Rolle bei der Dekarbonisierung von Alaskas größtem Stromnetz spielen könnte, sondern auch die Wirtschaft des Staates ankurbeln könnte.

„Das bestehende Railbelt-Netz kann 200 Megawatt (MW) Gezeitenenergie unterstützen, und mit geplanten Netzaufrüstungen könnte es bis zu 300 MW unterstützen“, sagte Marty Schwarz, Modellierer für Energiesysteme bei NREL und Autor der Studie. Diese 200 MW könnten etwa die Hälfte der Haushalte in Anchorage, Alaskas größter Stadt, mit Strom versorgen; 300 MW könnten fast alle 118.000 Haushalte mit Strom versorgen.

Aber das ist noch nicht alles. „Es besteht auch das Potenzial, grüne Kraftstoffe wie Wasserstoff zu erzeugen und in andere Staaten oder nach Übersee zu exportieren“, sagte Schwarz.

Die Gezeiten des Cook Inlet transportieren weit mehr als 300 MW Energie. Aber selbst wenn das derzeitige Übertragungssystem des Railbelt nur einen Teil dieser Energie unterstützen kann, bedeutet das nicht, dass die gesamte Energie verschwendet werden muss. Der Überschuss könnte die Produktion sauberer Brennstoffquellen wie Wasserstoff oder Ammoniak antreiben.

„Gezeitenenergie könnte dazu beitragen, Alaska zu einem führenden Exporteur erneuerbarer Energien zu machen“, sagte Schwarz.

Natürlich könnte ein Teil dieser Gezeitenenergie im Staat verbleiben und so zur Dekarbonisierung des Railbelt-Energiesystems beitragen. Da Gezeitenenergie so beständig und vorhersehbar ist, stellt sie eine zuverlässige Ergänzung zu variablen erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windenergie dar. Aus diesem Grund könnte Gezeitenenergie eine stabile Grundlage für den Übergang des Railbelt bilden und, wie das Team herausfand, dazu beitragen, die CO2-Emissionen des Netzes um bis zu 37 % zu reduzieren.

Um zu ihren Schätzungen zu gelangen, entwarf das Team das Netzbetriebsmodell, um theoretische und reale Daten zu kombinieren – darunter beispielsweise die Menge an Gezeitenenergie, die theoretisch in jeder Stunde des Jahres 2035 verfügbar ist, sowie wie viel davon Das Railbelt-Gitter konnte damit umgehen.

„Unsere Modelle orientieren sich an dem, was die Netzbetreiber sehen. Sie sind so real wie möglich“, sagte Ben McGilton, Forschungsingenieur am NREL und weiterer Autor der Studie.

Die Berechnungen des Teams gehen natürlich davon aus, dass Gezeitenenergietechnologien bis 2035 kommerziellen Erfolg haben werden, was möglich, aber nicht garantiert ist. Sie beinhalten auch nicht die technischen Kosten für die Entwicklung dieser Technologien. Sie berücksichtigen auch nicht die regulatorischen und anderen Herausforderungen, die sich bei der Zusammenarbeit mit mehreren Versorgungsunternehmen zur Koordinierung großer Projekte im Bereich erneuerbare Energien ergeben.

Wenn Gezeitenenergietechnologien jedoch auf den Markt kommen, könnte Gezeitenenergie im Jahr 2035 etwa 14 % des gesamten Strombedarfs von Railbelt decken, sagte McGilton. Dieser Prozentsatz könnte auf 20 % steigen, wenn Alaska sein Übertragungssystem modernisiert. Die bestehende Kenai Intertie, die einzige Übertragungsleitung, die die Kenai-Halbinsel und Homer mit dem Rest des Railbelt-Systems verbindet, kann derzeit nur etwa 75 MW Strom übertragen.

Die alaskische Regierung diskutiert bereits darüber, wie diese Getriebeaufrüstungen durchgeführt werden können. In der Zwischenzeit wird das NREL-Team weiterhin den Wert anderer Meeresenergieressourcen untersuchen – wie Meeresströmungsenergie in Florida und Wellenenergie auf Hawaii. All diese Daten werden Forschern sowie Kommunalverwaltungen und Versorgungsunternehmen dabei helfen, zu quantifizieren, wie diese aufstrebende erneuerbare Ressource ihre Umstellung auf saubere Energie unterstützen könnte.

„In den kommenden Jahrzehnten gibt es viel zu lernen über Meeresenergietechnologien“, sagte Levi Kilcher, leitender Energieberater des Arctic Energy Office des DOE und weiterer Autor der Studie. „Aber wenn wir herausfinden, wie wir diese Technologien zu geringen Kosten entwickeln können, könnte das wirklich ein großer Vorteil für Gemeinden in ganz Alaska und auch in anderen Teilen der Welt sein.“

Lerne mehr über NRELs Bemühungen, Gezeitenenergie in Alaskas Cook Inlet zu bringen. Und Abonnieren Sie den NREL-Wasserkraft-Newsletter, Die jetzigeum sicherzustellen, dass Sie kein Wasserkraft-Update verpassen.

Von Caitlin McDermott-Murphy, NREL.