Meeresenergie könnte die Welt gleich mehrfach mit Strom versorgen. Die Nutzung dieser gewaltigen Energiequelle hat gerade erst begonnen, die Bedeutung ist bereits gewachsen.
 | Geballte WellenkraftDie unglaublich hohe Kraft der Wellen eröffnet der Suche nach erneuerbaren Energiequellen ganz neue Perspektiven (Foto: Shutterstock) |
Stürme und Tsunamis führen uns immer wieder vor Augen, welche Kraft die Ozeane haben. Doch bisher haben wir die letzte große Energiequelle der Erde noch nicht angezapft. Dabei ist die Zeit schon lange reif für Energie aus dem Meer.
Das theoretische Potenzial ist enorm: Allein die Kraft der Wellen könnte pro Jahr 80.000 Terawattstunden produzieren – fast fünfmal so viel Strom wie derzeit weltweit verbraucht wird, errechnete die Internationale Energie-Agentur. Mit Wellen- und Gezeitenkraft könnte beispielsweise ein Fünftel des britischen Strombedarfs gedeckt werden, sagt der Carbon Trust.
Bislang gibt es vier Möglichkeiten, die Energie der Meere in sauberen Strom umzuwandeln:
- aus der Energie der Wellenbewegung
- aus der Energie der Strömungen und Gezeiten
- Wärmeenergie aus dem Temperaturunterschied zwischen kaltem und warmem Wasser
- osmotische Energie durch den Druckunterschied zwischen Salz- und Süßwasser
Die Energie aus Wellen und Gezeiten ließe sich am ehesten kommerziell nutzen, auch wenn die Technologie noch nicht ganz ausgereift ist. Im März 2010 vergab Großbritannien Lizenzen im Norden Schottlands, wo das weltweit erste Wellen- und Gezeitenkraftwerk entwickelt werden soll. Es könnte 750.000 Haushalte mit Strom versorgen.
"Die Energiegewinnung aus Wellen und Gezeiten ist heute auf dem Stand, auf dem die Windenergie in den 1980er Jahren war", sagt Tom Thorpe, Berater von Oxford Oceanics. "Wenn alles gut geht, könnten wir in fünf bis zehn Jahren erste Ergebnisse sehen."
Herr der Gezeiten
Rein technisch gesehen funktioniert die Gezeitenkraft bereits. Das Gezeitenkraftwerk La Rance in Frankreich produziert seit 1966 durchschnittlich 600 Gigawatt Strom pro Jahr.
La Rance nutzt den Tidenhub und funktioniert wie ein Wasserkraftwerk. Auch Großbritannien, Kanada, Russland und Korea verfügen über Gegenden, in denen der Tidenhub, also der Höhenunterschied zwischen Ebbe und Flut, zehn Meter und mehr beträgt. Doch obwohl La Rance erfolgreich arbeitet und die Kraft der Gezeiten berechenbar ist, gibt es weltweit lediglich fünf Gezeitenkraftwerke.
Der Grund dafür ist, dass die Dämme hohe Anfangsinvestitionen erfordern, eine lange Bauzeit sowie verschiedene Genehmigungen für Planung und Folgenabschätzung.
Die Energieindustrie hat sich daher den Gezeitenströmungen zugewandt und nutzt jetzt schnell fließende Gewässer als Turbinenstandorte. Das Prinzip ist das Gleiche wie bei der Windenergie. Aber da Wasser 850-mal dichter ist als Luft, können Gezeitenturbinen erheblich kleiner ausfallen als entsprechende Windturbinen.
Herr der Wellen
Wellen bieten sogar noch mehr Ressourcen als die Gezeiten. Sie sind im Winter stärker, was sie für die Länder interessant macht, die im Winter mehr Strom brauchen. Über die besten Ressourcen verfügen Gegenden in Westeuropa, Nord- und Südamerika, Australien und Südafrika.
Wellen folgen ein bis zwei Tage nach dem Wind, durch den sie entstehen. Da Wind und Wellen zeitlich versetzt auftreten, lässt sich für die gleichmäßige Stromerzeugung beides nutzen.
Wellen sind allerdings komplizierter als die Gezeiten. Die Entwickler der Kraftwerke müssen Höhe, Länge, Richtung und Abstände zwischen den Wellen berechnen. Darüber hinaus muss die Technik bei Stürmen extremen Kräften standhalten.
Kein Wunder also, dass es Dutzende unterschiedlicher Anlagen gibt: Die einen schwimmen, die anderen sind fest installiert; sie sind in verschiedene Richtungen ausgerichtet und bewegen sich auf verschiedene Arten.
Die Seeschlange "Pelamis", eine 150 Meter lange Gelenkröhre, schwimmt auf der Wasseroberfläche und reitet auf den Wellen, um so Strom zu erzeugen. Im Gegensatz dazu ist die „Auster“ eine Art riesige Klappe mit Gelenk, die fest am Meeresboden installiert ist und sich vor- und rückwärts bewegt.
Die Kraft aus der Tiefe
Auch die Unterschiede von Wassertemperatur und Salzgehalt in den Meeren könnten der Energiegewinnung dienen. Theoretisch bieten sie ein Vielfaches der Gezeitenenergie.
Der Temperaturunterschied zwischen der Tiefsee und dem Oberflächenwasser ist in tropischen Küstenregionen besonders groß.
Die OTEC-Systeme setzen warmes Oberflächenwasser so lange unter Druck, bis es kocht, oder verwenden warmes Wasser, um Stoffe mit niedrigem Siedepunkt zu erhitzen, beispielsweise Propylen. Der Dampf treibt eine Turbine an, während kaltes Wasser, das aus der Tiefsee gepumpt wird, den Dampf wieder verflüssigt. Dieses Wasser wird dann wieder dem Kreislauf zugeführt.
Diese Technologie wird vor allem im Pazifischen Ozean erforscht. Kürzlich kündigte die französische Regierung ein Vorzeigeprojekt vor der Insel La Réunion im Indischen Ozean an.
Ein weiterer Ansatz ist die sogenannte Osmose-Energie-Umwandlung. Hier werden Trinkwasser und Salzwasser durch halbdurchlässige Membranen vermischt, um mittels Salzpartikel-Austausch elektrische Ladungen zu erzeugen. Das weltweit erste Osmose-Kraftwerk wurde 2009 in Norwegen in Betrieb genommen. Da die Kapazität nur vier Kilowatt beträgt, ist es bisher nur ein Experiment.
Wie geht es weiter?
Die Energie aus dem Meer hat noch einen weiten Weg vor sich, aber Regierungen und Unternehmen sind am Ball. Wird die Technik rentabel sein?
Die European Ocean Energy Association schätzt, dass der Preis für Strom aus Wellenkraftwerken bis 2020 unter zehn Cent pro Kilowattstunde fallen könnte. Der durchschnittliche Strompreis pro Kilowattstunde liegt in der EU derzeit bei vier Cent.
Kurzfristig wird es jedoch sehr teuer sein. In Portugal liegt der Einspeisetarif bei 24 Cent. Die Energie aus dem Meer kann erfolgreich sein, wenn sie sowohl von Regierungen als auch durch private Investitionen unterstützt wird, damit die Branche "flüssig" bleibt.
Autor: James Tulloch
Veröffentlicht am: 28. April 2010
