Meeresenergie macht mobil

Entwickler von Kraftwerken entdecken das Meer. Sie wollen die unerschöpfliche Energie der Wellen oder der Strömung nutzen. Viele Projekte sind über das Labor hinaus gediehen und Prototypen werden installiert.

Die Nutzung der mächtigen Energiereserven in den Ozeanen ist schon seit langem ein Traum der Menschheit. Nach großer Euphorie in den sechziger Jahren verschwanden die meisten Entwürfe für Wellenenergiekonverter, Gezeiten- und Strömungskraftwerke jedoch wieder in den Schubladen. Die Technologien waren weder der rauen Meeresumwelt noch der Konkurrenz durch die damals staatlich geförderte Kernenergie gewachsen.
Neue technische Entwicklungen, insbesondere aus der Offshore-Ölindustrie, und das politische Interesse an nachhaltigen Energiequellen machen die Ausbeutung der Ressource nun wieder interessant. Eine Vielzahl von Projekten für unterschiedliche Anforderungen und Standorte befinden sich in fortgeschrittenen Stadien der Entwicklung. Fachleute sprechen von einem nur fünfjährigen Rückstand zur Offshore-Windenergie.
Unter den Wellenenergiekonvertern sind die OWC-Kraftwerke (oscillating water column) die bisher erfolgreichsten Anlagen. Ihre Konstruktion besteht aus einer teilversenkten, hohlen Struktur, die unterhalb der Wasserlinie geöffnet ist. Bei Welleneinwirkung schwingt die Wassersäule, wobei sie die darüber befindliche Luft durch eine bidirektionale Turbine presst bzw. saugt.
Auf diesem Prinzip basiert Limpet, das bisher einzige kommerzielle Wellenkraftwerk. Osprey, sein schwimmender „großer Bruder“, soll 2003 als 2-MW-Prototyp vor der schottischen Küste installiert werden.
Eine direkte Konkurrenz ist der englische Wellenenergiekonverter MOWC, der auf den Konstruktionsprinzipien für Speicherbojen aus der Ölindustrie basiert und mit mehreren Wassersäulen arbeitet. Fraser Johnson, Technischer Direktor von Orecon Ltd., ist mit den 2001 gewonnen Testergebnissen des 1:6-Modellprototyps sehr zufrieden. „Die Daten beweisen die Fähigkeit des Designs, eine Fülle von verschiedenen Wellenereignissen auf effiziente Weise in elektrische Energie zu verwandeln.“ Die Installation der ersten kommerziellen 1-MW-Anlage ist für den Sommer 2005 geplant.
Die schottische Pelamis ist eine schlangenartige Struktur aus schwimmenden Zylindern, verbunden durch hydraulische Pumpen. Wellenbewegungen erzeugen Druck in einem Speicher, aus dem ein hydraulischer Generator betrieben wird.
Der Plan, schon dieses Jahr einen kommerziellen Prototyp im Atlantik zu installieren, wurde durch die Unberechenbarkeit der Meeresumgebung zunichte gemacht. Überlebensfähigkeit muss jedoch Kern jeder Offshore- Technologie sein, und so wurde die Entwicklungsphase des Projektes verlängert. Geschäftsführer Max Carcas sagte dazu: „Eines der Probleme, die den Ruf der Wellenenergie in der Vergangenheit immer wieder beschädigt haben, war die Hast, einen Prototyp zu erstellen, ohne vorher zur Genüge am Modell getestet zu haben und ohne die hydrodynamischen Eigenschaften und die Theorie des Designs voll verstanden zu haben. Deshalb haben wir immer nach einer vernünftigen Balance zwischen kommerziellem Druck und technischem Fortschritt gestrebt, um sicherzustellen, dass wir so viele Unbekannte wie möglich aufgedeckt haben, bevor wir den maßstabsgerechten Prototyp bauen.“ Nach Abschluss der Forschung an Modellen soll ein 750-kW-Prototyp nun ab 2003 vor den Orkney-Inseln getestet werden.
Für andere Wellenenergiekonverter, die bisher nur Machbarkeitsstudien und Modelltests durchlaufen haben, werden zur Zeit Investoren gesucht.
Auch die Energie der Meeresströmung wollen Forscher und Entwickler zur Erzeugung von elektrischem Strom nutzen. Das englische Seaflow-Strömungskraftwerk erinnert an eine Windmühle. Tatsächlich stammt das Know-how im wesentlichen aus der Windenergie, wobei die Parameter auf die veränderten Dichte- und Kraftverhältnisse im Wasser angepasst wurden. Peter Fraenkel, Geschäftsführer von MCT Ltd., hält einen Amortisierungszeitraum von sechs Monaten bis zu einem Jahr für realistisch, was ebenfalls mit der Windenergie vergleichbar ist. Ein 350-kW-Prototyp wird zur Zeit von einem britisch-deutschen Konsortium im Bristol Channel installiert und soll im Frühsommer 2003 offiziell in Betrieb gehen.
Die Hydroplane-Technologie des schottischen Stingray stammt hingegen aus dem Flugzeugbau. Durch unterschiedliche Winkelstellung in der Wasserströmung werden die Tragflächen abwechselnd nach oben und unten gedrückt. Der Gründer und Geschäftsführer von EB Ltd., Dr. Tony Trapp, ist nach Abschluss der Offshore Tests an einem 150-kW-Prototypen im September in positiver Stimmung. „Die ersten Ergebnisse sehen sehr vielversprechend aus. Wir freuen uns auf die dritte Phase des Projekts, in der wir eine 5-MW-Anlage realisieren wollen. Die Resultate des Testprogramms werden uns helfen, den nötigen finanziellen Rückhalt für dieses Vorhaben zu bekommen.“
Die kanadischen Davis Hydro Turbinen sollen in einer modularen Gitterstruktur, einem sogenannten Tidal Fence (englisch für Gezeitengitter), in Meeresengen und Flussmündungen installiert werden. In der ersten Phase des Projekts wird eine 500-kW-Demonstrationsanlage, bestehend aus zwei Turbinen, installiert. In der zweiten Phase soll eine Wasserstofferzeugung integriert werden. Auch Michael Maser, Sprecher von Blue Energy Inc. sieht die Zukunft rosig. „Der Erfolg unserer Prototypen und Berechnungen sprechen dafür, dass wir mit jeder anderen großen Energieerzeugungstechnologie konkurrieren können.”
Laut dem britischen Marine Foresight Panel müsste weniger als 0,1 % der Energie, die in den Ozeanen steckt, in Elektrizität verwandelt werden, um den derzeitigen Weltbedarf fünffach zu decken. Schreitet die Technologie der Meeresenergie weiterhin so schnell voran, könnte diese Vision Wirklichkeit werden. CLAUDIA SCHEIL