Meeresenergie

Mit Meeresenergie Strom erzeugen

Inhalt des Wiki-Artikels

• Arten der Nutzung von Meeresenergie
• Vor- und Nachteile von Meeresenergie
• Meeresenergie-Potenzial in Deutschland
• Projekte mit Meeresenergie weltweit

Als Meeresenergie wird Energie bezeichnet, die aus dem Meer gewonnen wird. Dabei wird die natürliche Bewegung des Wassers genutzt. Meeresenergie zählt zu den erneuerbaren Energien und bietet ein großes Potenzial für die Zukunft, denn immerhin sind über 70 Prozent der Erde mit Wasser bedeckt.

Arten der Nutzung von Meeresenergie

Es gibt verschiedene Möglichkeiten, um Energie aus dem Meer nutzbar zu machen. Zum Beispiel kann die Wellenenergie mit entsprechenden Technologien umgewandelt werden. Verschiedene technologische Ansätze dienen zur Umwandlung der Wellenergie. Sie unterscheiden sich darin, aus welcher Energieart sie nutzbare Energie gewinnen:

• Kinetische Energie
• Potenzielle Energie
• Kinetische und potenzielle Energie

In Großbritannien sind bereits mehrere Wellenkraftwerke installiert. Das geschätzte Potenzial dieser Art Meeresenergie für Europa liegt bei mehr als 1200 TWh/a.

In Küstennähe entstehen vor allem aufgrund der Gezeiten Strömungen. Wenn die Bedingungen stimmen, kann aus der Strömungsenergie Strom gewonnen werden. Weltweit wird ein Potenzial von rund 1500 TWh/a angenommen, etwa 10 Prozent in Europa. In Europa sind einige Stromerzeugungsanlagen in Betrieb, die die Strömungsenergie des Meeres umwandeln, zum Beispiel an diesen Standorten:

• Irische See
• Ärmelkanal
• Vor der schottischen Ostküste

Ebenfalls durch die Gezeiten bedingt ist der Tidenhub. An manchen Küsten sinkt und steigt der Wasserspiegel um 15 Meter. An geeigneten Stellen kann die Meeresenergie zur Stromerzeugung genutzt werden, indem eine Sperrmauer in einer Bucht errichtet wird. Durch den Aufstau, die Fallhöhe des Wasser und mit Hilfe von Turbinen wird so elektrische Energie gewonnen. Weltweit waren im Jahr 2017 Anlagen mit zusammengenommen rund 523 Megawatt (MW) installierter Leistung in Betrieb, die nach diesem Prinzip arbeiten, um Meeresenergie nutzbar zu machen.

In den tieferen Schichten des Meeres ist es kalt. Strahlt die Sonne auf das Meer, erwärmt sich die Wasseroberfläche. Dadurch kann zwischen dem Oberflächenwasser und dem Wasser ein Temperaturgradient von 20 bis 25 °C vorliegen, durch den ein Dampfprozess zur Stromerzeugung angetrieben werden kann. Anlagen, die auf diese Weise Strom erzeugen, heißen Ozeanthermische Gradienten-Kraftwerke (OTEC). Außerdem kann die Meeresenergie thermisch Anwendung finden, indem das Wasser abhängig von seiner Temperatur zum Kühlen oder Heizen genutzt wird.

Wo große Flüsse ins Meer münden und Süß- auf Salzwasser trifft, ist es möglich, über den Salzgradienten Strom zu erzeugen, indem semipermeable Membrane eingesetzt werden.

Vor- und Nachteile von Meeresenergie

Die Nutzung von Meeresenergie geht mit verschiedenen Vor- und Nachteilen einher. Der große Vorteil von Wasserkraft und Meeresenergie gegenüber Photovoltaik und Windenergie ist, dass Wasserkraft und Meeresenergie recht konstant zur Verfügung stehen und deshalb fast hundertprozentig voraussagbar ist, wie viel Energie in einem bestimmten Zeitraum erzeugt werden kann. Vorteilhaft ist an der Meeresenergie außerdem, dass die Wahrscheinlichkeit einer negativen Beeinflussung der Artenvielfalt durch die Technologien gering ist. Dafür müssen diese allerdings sorgfältig geplant und gebaut werden. Darüber hinaus kann die Errichtung von Meeresenergie-Anlagen positive sozioökonomische Folgen haben: In Küstengemeinden werden neue Arbeitsplätze geschaffen und die Wirtschaft angekurbelt.

Ein Nachteil der Meeresenergie ist, dass die Nutzung nur an geeigneten Standorten effizient und wirtschaftlich ist. Manche Technologien erfordern besondere Bedingungen, die nicht vor allen Küsten vorhanden sind. Zudem geht die technologische Entwicklung mit einem hohen Aufwand und hohen Kosten einher. Das liegt vor allem an den unterschiedlichen technologischen Ansätzen, die miteinander konkurrieren. Solange nicht eine bestimmte Masse an Einzelteilen produziert wird, bleiben diese teuer. Die Meeresenergie-Technologien sind noch recht neu, so dass eine Weiterentwicklung anzustreben ist. In Deutschland spielt die Meeresenergie bislang keine Rolle, unter anderem aus diesen Gründen:

• Begrenzte Wellen- und Gezeitenenergie in deutschen Meeren
• Es gibt kaum Entwicklungsprojekte
• Der Entwicklungsaufwand ist hoch

Meeresenergie-Potenzial in Deutschland

Die Küste Deutschlands ist für die Nutzung von Meeresenergie wenig geeignet. Dennoch sind Technologien, die Energie aus dem Meer gewinnen, für Deutschland von großem Interesse. Denn für das Exportland für Anlagentechnik ist das weltweite Potenzial ausschlaggebend. Während die Technologie exportiert wird, kann nachhaltig erzeugte Energie importiert werden, zum Beispiel in Form von Strom oder als synthetischer Energieträger. Im Meeresenergie-Sektor aktiv sind in Deutschland:

• Universitäten
• Forschungsinstitute
• Mittelständische Industrieunternehmen
• Großkonzerne
• Energieversorger

Projekte mit Meeresenergie weltweit

Weltweit laufen Projekte, die die Nutzung der Meeresenergie erproben. Eines davon ist das Gezeitenkraftwerk Pentland Firth zwischen dem Festland Schottlands und Orkney. Es ist die bislang größte Gezeitenturbinenanlage Europas. Jede Turbine hat einen eigenen Netzanschluss, per Erdkabel wird der aus Meeresenergie erzeugte Strom zum Festland transportiert und an rund 42 000 Haushalte in Schottland verteilt.

Ein Beispiel für ein Strömungskraftwerk ist die Plattform Triton S40 in Neuschottland. Bei starker Gezeitenströmung erzeugt die Anlage bis zu 2,5 Megawatt Leistung. Ein Wehr wie bei einem Gezeitenkraftwerk wird dabei nicht benötigt.

Das erste kommerzielle Wellenkraftwerk weltweit wurde 2011 in Betrieb genommen. Es befindet sich in der kleinen Hafenstadt Mutriku an der Nordküste Spaniens und verfügt über eine Leistung von 300 Kilowatt (KW). Das Wellenkraftwerk in Mutriku arbeitet nach dem Prinzip der oszillierenden Wassersäule: Die 16 Turbinen werden nicht direkt durch das Wasser, sondern durch den Luftstrom angetrieben, der entsteht, wenn durch den Wellengang Meerwasser in die Turbinenröhren hinein- und hinausschwappt. Mit dem Strom, den das Wellenkraftwerk erzeugt, können etwa 250 Haushalte versorgt werden.