Energie aus dem Meer

Menschen, die in Küstennähe ihre Häuser haben, wissen wieviel Kraft das Meer haben kann und wie zerstörerisch diese manchmal ist. Doch die Kraft des Wassers hat nicht nur Nachteile, man kann diese Stärke auch nutzen und umwandeln, indem man sie zur Stromgewinnung einsetzt, denn die Kraft, die durch die Wellen auf das Ufer zurollen, birgt laut Experten ein großes Potential, das sich auszahlen kann.

Die Kraft der Gezeiten

Schon im 11. Jahrhundert machten sich die Engländer und Franzosen die Kraft von Ebbe und Flut in Gezeitenmühlen zunutze. Und Ende des 19. Jahrhunderts war man in Frankreich schon so weit, Strom zu produzieren, in dem man die Kraft von Ebbe und Flut über Turbinen und Generatoren, zu seiner Erzeugung verwendete. Nach ungefähr zwanzig Jahren entstanden Pläne in der Normandie bei St. Malo den Tidenhub von 12 Metern, der in der Bucht des Flusses Rance entstand, auszunutzen und dort ein Gezeitenkraftwerk zu bauen. Doch viele Jahre vergingen bis diese Pläne in die Tat umgesetzt werden konnten, erst 1967 wurde das Gezeitenkraftwerk dann in Betrieb genommen. Die Funktionsweise des Kraftwerks ist leicht erklärt, in einem Damm, der eine Länge von 750 Meter hat, und die Bucht vom Ozean abtrennt, befinden sich 24 Rohrturbinen, durch die das Wasser sowohl beim Einlaufen (Flut) als auch beim Auslaufen (Ebbe) fließt. Dadurch werden die Turbinen angetrieben und Strom wird erzeugt. Es ist sogar möglich, das Auslaufen des Wassers zu verzögern, wenn ein höherer Strombedarf besteht.

Die enorme Leistung von 240 Megawatt übersteigt die der anderen Kraftwerke, die zumeist nur ungefähr ein Megawatt produzieren können.

Meeresströmung als Energiequelle

Für die Stromgewinnung kann nicht nur der Tidenhub bei Kraftwerken in Küstennähe genutzt werden. Die Strömungen, die entstehen, wenn durch die Gezeiten (Ebbe und Flut) das Wasser von einem zum anderen Ort gezogen wird, hat ebenso eine enorme Kraft. Dadurch kam man auf die Idee Meeresströmungskraftwerke zu konstruieren, wie das erste, das vor der Küste Großbritanniens steht. Der Name des Pilotprojekts, das in Zusammenarbeit von England und Deutschland entstanden ist, lautet „Seaflow“. Optisch ist es mit den Windkraftanlagen auf dem Land zu vergleichen und seine Funktion ist ähnlich wie diese. Statt des Windes wird die Kraft des Wassers bzw. der Wasserströmung genutzt, um die Turbinen anzutreiben. Die „Seaflow“ wurde 2003 in Betrieb genommen, allerdings stehen ständige Verbesserungen an, da das Material hohe Anforderung gerecht werden muss und die Strömung nicht so hoch ist, wie erhofft. Deshalb wurde 2008 „Seagen“ als Nachfolger des ersten Meeresströmungskraftwerkes an Nordirlands Küste aufgestellt, welches Strom in einer Menge von 1,2 Megawatt produziert, womit rund 1000 Haushalte mit Strom versorgt werden können.

Energie durch Wellen

Eine andere Form der Energiegewinnung ist das Nutzen der Wellenkraft. Dazu wurden schwingende Wassersäulen ins Wasser gesetzt, in denen eine Luftsäule, die durch das Auf und Ab der Wellen wie in einem Kamin nach oben und unten gedrückt wird, Turbinen antreibt. Um einen Reibungsverlust zu verhindern, entwickelte man eine Technik, die bewirkt, dass die Turbine immer in die gleiche Richtung gedreht wird, egal ob das Wasser beim Ansteigen die Luftsäule nach oben drückt, oder ob beim Absinken das Wasser abgesogen wird. Dieser Prototyp eines Wellenkraftwerkes steht seit November 2000 an Schottlands Westküste und hat eine Leistung von 500 Kilowatt.

In der baskischen Stadt Mutriku entwickelte man ein Wellenkraftwerk, das in die Hafenmauer fast unsichtbar integriert wurde. Seine 16 Turbinen liefern seit 2011 ca. 300 Kilowatt für den Bedarf von ungefähr 250 Haushalten, diese Leistung ist allerdings niedriger ausgefallen als geplant.

Seeschlange und Wellendrache

Techniker kommen auf immer ausgeklügeltere Ideen, um die Kraft des Wassers zu nutzen. Bei der Seeschlange „Pelamis“ (griechisch für Seeschlange) erzeugen über bewegliche Gelenke miteinander verbundene Stahlrohre Elektrizität, indem sie sich den Wellenbewegungen anpassen. Die Seeschlange liegt dabei auf der Wasseroberfläche. Beim Wellendrachen (wavedragon) handelt es sich um ein Gerät, bei dem die Wellen eine Rampe hinauflaufen, sich dort in einem Reservoir sammeln und beim Zurückfließen ins Wasser Turbinen passieren, die dadurch angetrieben werden.

Wasserkraftwerke versus Kraftwerke

Obwohl aufgrund der riesigen Wassermengen in den Weltmeeren ein schier unerschöpflicher Energievorrat besteht, lässt sich dieser noch nicht wirtschaftlich effektiv nutzen. Als Voraussetzung für ein Gezeitenkraftwerk benötigt man zum Beispiel einen Tidenhub, der mindestens fünf Meter beträgt und auch die örtlichen Gegebenheiten der Bucht müssen optimal sein. Diese Gegebenheiten sind in nicht einmal einem Dutzend Stellen weltweit zu finden. Der Ertrag eines dieser Gezeitenkraftwerke läge wahrscheinlich bei ca. 12 Gigawatt (12 Milliarden Watt), was dem Ertrag von zehn Kohlekraftwerken entspricht.

Da durch die Gezeiten die Energiegewinnung zwischen Spitzenleistung und niedriger Leistung ständig variiert, und eine Speicherung der Energie noch nicht möglich ist, kann nicht dauernd Strom abgegeben werden.

Bei den Wellenkraftwerken ist der Faktor Wetter immer zu berücksichtigen, der eine ständige Energiegewinnung ausschließt. Nur ein Strömungskraftwerk, das auf Ebbe und Flut reagiert, kann kontinuierlich Strom erzeugen, davon gibt es bisher aber leider nur wenige Anlagen. Die Zukunft wird wohl eine Kombination aller zur Verfügung stehenden Meeres- bzw. Wasserkraftwerke sein, da die Energie des Wassers unerschöpflich ist, nur leider noch in ihren Anfängen steht.

Heike Leonhardt Verfasst von:

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