Erneuerbare Energien sind eine lebendige und boomende Branche. Ein weniger bekannter Bereich unter den erneuerbaren Energien ist die Meeresenergiegewinnung, bei der Energie durch den Wechsel der Gezeiten gewonnen wird. Die Nutzung der Meereskräfte kann eine Herausforderung darstellen; für einen verantwortungsvollen und effizienten Weg ändern und testen Wissenschaftler noch eine Vielzahl an Plänen. Das Ziel ist eine umweltfreundliche, verlässliche, sichere und markttaugliche Lösung.
Hier stellen wir einige vielversprechende Designs für die Meeresenergiegewinnung vor – von Unterwasser-Strömungsturbinen bis zu den unzähligen Wegen der Wellenenergiegewinnung.
Wellenenergiegewinnung
Wellenenergie ist verlässlich, beständig und lässt sich in Küstenregionen weltweit relativ gut prognostizieren. Durch die im Vergleich zur Solarenergie 5 Mal so hohe und zur Windenergie 10 Mal so hohe Energiedichte ist Wellenenergie eine äußerst effiziente Energiequelle. In den USA könnten 3 % des gesamten Energiebedarfs allein durch Wellenenergie gedeckt werden.
Daniel Petcovic ist der Programmmanager für CorPower Ocean – eine Firma, die sich auf Wellenenergietechnologie spezialisiert hat. Er glaubt, dass das Wellenenergie die heutige Nuklearkapazität weltweit um ein Vierfaches übersteigt.
In der Vergangenheit hat die Wellenenergieforschung lange versucht, zum Schutz von Schiffen und dauerhaften Strukturen die Energieaufnahme zu mildern. Aus diesem Grund gehört zu den größten Herausforderungen bei der Wellenenergietechnologie die Umkehrung strategischer Überlegungen. Ziel ist die Bildung von Strukturen und Vorrichtungen, die Energie gewinnen, anstatt sie zu meiden.
Gezeitenkraftwerke
Gezeitenkraftwerke sind bewusst installierte Dämme, die auf den Wechsel der Gezeiten angewiesen sind. Diese Kraftwerke erzeugen ein Gefälle, damit Wasser durch energieerzeugende Turbinen strömen kann. Hierfür muss die Anlage in einem leicht isolierten Gezeitengewässer präzise installiert werden, z. B. in einem schmalen Zufluss in eine Bucht oder in einer Mündung. Viele Gezeitenkraftwerke weltweit wurden kommerziell umgesetzt. Das Gezeitenkraftwerk Sihwa Lake in Südkorea ist das weltweit größte und erzeugt 254 MW. Leider wirken sich Gezeitenkraftwerke im Vergleich zu Dämmen erheblich auf die Umwelt aus.
Unterwasser-Turbinen
Wie Windturbinen nutzen Unterwasser-Turbinen einen Strom – in diesem Fall den Meeresstrom – um einen Motor anzutreiben, der auf passive Weise Energie produziert. Firmen wie SIMEC Atlantis haben Unterwasser-Turbinen getestet, die ca. 1,5 MW Energie erzeugen können.
Die Dichte von Wasser ist höher als die von Luft, sodass wasserbasierte Turbinen von ähnlicher Größe deutlich kleiner sein können als Windturbinen. Dennoch sind die möglichen Installations- und Implementierungsorte dieser Turbinne geographisch begrenzt. Für eine effektive Funktionsweise müssen Unterwasser-Turbinen an Orten mit hoher Durchflussrate und schnellen Strömungen installiert werden.
Wonder-Buoy und CorPower Ocean
CorPower Ocean hat 2016 im Magazin Wired seine Energy Harvesting-Vorrichtung vorgestellt und damit für Aufsehen gesorgt. Die Vorrichtung, aktuell CorPower C3 genannt, ist ein bojenförmiger Energiewandler. Er nutzt die Meeresoszillation und einen steuerbaren Resonanzverstärker zum Antrieb einer linearen Bewegungsvorrichtung, die für viele verschiedene Wellenperioden auf hocheffiziente Weise Energie erzeugen kann. Die meisten Energy Harvesting-Vorrichtung erreichen eine strukturelle Effizienz von 1–1,5 MWh/ton, wobei der C3 theoretisch das Fünffache an Energie erzeugen könnte.
Fazit
Aufgrund der Verlässlichkeit und Beständigkeit von Meeresenergie ist sie für die zukünftige Forschung an und implementierung von erneuerbaren Energien von besonderem Interesse. Heute befindet sich die Meeresenergiegewinnung auf der gleichen Entwicklungs- und Profitabilitätsstufe wie Windenergie in der 1980er-Jahren, was bedeutet, dass sie momentan sehr kostspielig ist und nur wenig angewendet wird. Dennoch läuft die Entwicklung einer skalierbaren, effizienten, produktiven und umweltfreundlichen Lösung für die Energiegewinnung auf Hochtouren. Durch erfolgreiche Forschung und Entwicklung wird diese Technologie schnell ihren Weg zur globalen Implementierung finden und für eine Küstenstadt in Ihrer Nähe saubere und erneuerbare Energie erzeugen.