Der Energiebedarf ist zweifellos eines der wichtigsten Themen weltweit, und mit dem technologischen Fortschritt gewinnt dieses Thema zunehmend an Bedeutung. In einer Zeit, in der wir uns von fossilen Brennstoffen abwenden und Atomkraftwerke wegen des Sicherheitsrisikos geschlossen werden, wird es immer wichtiger, saubere, umweltfreundliche und erneuerbare Energie zu gewinnen. In diesem Zusammenhang kommt uns eine glänzende Idee in den Sinn. Wir denken sogar einen Moment lang, dass wir die Energieprobleme der ganzen Welt lösen könnten: mit Blitzenergie.
Wenn wir nur die Energie eines einzigen Blitzes einfangen und speichern könnten, hätten wir das Problem gelöst, denken wir. Betrachten wir das einmal genauer: Ein einzelner Blitz kann eine Spannung von 100 Millionen Volt und eine Stromstärke von 100.000 Ampere erreichen, was einer Leistung von 1000 Gigawatt (1000.000.000 W) entspricht, also ungefähr der Leistung von 1000 Kernkraftwerken.1 Ein einzelner Blitzschlag könnte 150 Millionen Glühbirnen zum Leuchten bringen.2 Warum also zögern wir? Wenn wir nur einen einzigen Blitz einfangen könnten, würden wir den Energiebedarf einer Stadt mit 2400 Haushalten für ein ganzes Jahr decken.3
Wie entstehen Blitze und Donner?
Blitze entstehen durch die Entladung von elektrischer Energie zwischen positiv und negativ geladenen Partikeln in einer Wolke oder zwischen Wolken und dem Boden. Sie bewegen sich mit einer Geschwindigkeit von etwa 1000 km pro Sekunde und zeigen oft ein zickzackartiges Muster. Gewitterblitze sind elektrische Entladungen zwischen negativ und positiv geladenen Wolken, die manchmal auch dann auftreten, wenn es nicht regnet. Die extrem hohe Temperatur eines Blitzes, etwa 30.000 °C, führt zu plötzlichen Temperaturänderungen und einer Expansion der Luft, was wiederum Donnergeräusche erzeugt. Obwohl Blitze und Gewitterblitze mit etwa 150.000 Kilometern pro Sekunde eine enorme Geschwindigkeit haben, erreicht der Schall nur 344 Meter pro Sekunde, was erklärt, warum wir zuerst das Licht sehen und dann den Knall hören.
Ein riesiger Kondensator
Ein Kondensator ist ein wichtiges elektrisches Bauteil, das Energie speichern kann. Er besteht im Prinzip aus zwei Metallschichten, die durch ein isolierendes Material getrennt sind. Kondensatoren werden durch Anschließen an eine Stromquelle aufgeladen, wobei positive Ladungen auf einer Platte und negative Ladungen auf der anderen Platte gesammelt werden. Ein geladener Wolkencluster bildet mit der Erdoberfläche einen riesigen Kondensator. Die Ladung kurz vor einem Blitz beträgt etwa 80.000 Volt. Können wir die Energie eines Blitzes speichern und im täglichen Leben nutzen? Es ist theoretisch möglich, aber derzeit nicht praktikabel.
Unbestimmte Zeit und unberechenbarer Ort
Die Unvorhersehbarkeit von Blitzen ist der Hauptgrund, warum wir Blitzschläge nicht als Energiequelle nutzen können. Es ist unmöglich zu wissen, wo und wann genau ein Blitz einschlagen wird, daher wäre es schwierig, einen Ort zu finden, um Blitze als Energiequelle zu nutzen. In Südamerika gibt es fünf Regionen mit steigenden Blitzraten, und zwar in Kolumbien und Venezuela. Über dem Maracaibo-See gehen mit etwa 233 Blitzen pro Quadratkilometer im Jahr die meisten Blitze nieder.4 Selbst hier ist es leider nicht möglich, vorherzusagen, wo ein Blitz einschlagen wird.
Wo sollten wir ein Blitzfangsystem installieren?
Zwar lässt sich die Einschlagstelle eines Blitzes nicht vorhersagen, aber dennoch können wir das Gebiet eingrenzen: Wo sollten wir unsere „Blitzfalle“ installieren? Da der Großteil der Blitzenergie durch Licht und Donner schnell verloren geht, müssen wir den Blitz so effizient wie möglich einfangen. Da Blitze vor allem in hochgelegenen Gebieten auftreten, sollten wir unser Blitzfangsystem an den höchsten Stellen installieren, vielleicht sogar in der Luft. Um die Erfassungschancen zu erhöhen, nutzen wir Satellitendaten zur klimatologischen Beobachtung von Blitzen. Es gibt eine höhere Blitzaktivität an Land im Vergleich zum Meer, insbesondere in bergigen Regionen wie dem Himalaya, den Anden, der Sierra Madre und den Mitumba-Bergen in Afrika. Die meisten Blitze treten während der .
