Gezeiten-Energie Mondkraft für die Massen

Saubere Energie aus dem Meer - in Großbritannien soll diese Vision erstmals in großem Stil umgesetzt werden. Ein gigantisches Gezeitenkraftwerk könnte fünf Prozent des gesamten Strombedarfs der Insel decken. Experten fordern nun ähnliche Projekte in Deutschland, zum Beispiel vor Sylt.

Turbine für das Gezeitenkraftwerk in Strangford: Vorbild für Deutschland?
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Turbine für das Gezeitenkraftwerk in Strangford: Vorbild für Deutschland?

Von Henning Zander


Hannover - Großbritannien will es vormachen. Ein einziges Kraftwerk soll fünf Prozent des gesamten Stromverbrauchs der Insel decken - insgesamt 8,6 Gigawatt. Ohne CO2-Ausstoß, ohne Atommüll. Allein die Kraft der Gezeiten soll die nötige Energie liefern. Der Name des Projekts: Severn Barrage.

Der Tidenhub an der Flussmündung des Severn, des größten britischen Flusses, beträgt 15 Meter. Diese gigantischen Kräfte sollen nun genutzt werden. Der Plan: Das Wasser soll mit einer Staumauer zurückgehalten werden und beim Zurückfließen bei Ebbe Turbinen antreiben.

Kritiker fürchten massive Eingriffe in die Flusslandschaft, die Finanzierung ist noch offen - und trotzdem: Die Energie des Mondes, der Ebbe und Flut bewirkt, ist unerschöpflich, und das macht dieses Projekt für viele so interessant. Gegen alle Widerstände tüfteln Experten deshalb daran, die ewige Kraft zu nutzen. Nicht nur in Großbritannien, sondern auf der ganzen Welt.

Auch in Deutschland könne man die Kraft der Gezeiten nutzen, sagt Kai-Uwe Graw, Professor für Wasserbau an der Universität Leipzig. "Eine geeignete Strömungsgeschwindigkeit gibt es an der deutschen Küste zum Beispiel vor der Insel Sylt auf Höhe der Stadt Hörnum." Bei rund drei Metern pro Sekunde herrschten für Strömungsanlagen optimale Bedingungen.

Startschwierigkeiten mit der Technik sind gelöst

Schon in den neunziger Jahren machte Graw auf die Stelle aufmerksam. Seiner Ansicht nach ließe sich ein Gezeitenkraftwerk gut mit dem Küstenschutz verbinden. Denn durch die Anlage würde der Meeresströmung Energie entzogen. Die Erosion der Sandküste könnte so verringert werden.

Bisher stand die Technik dafür nicht zur Verfügung. Denn die Anlagen sind unter Wasser extremen Einflüssen ausgesetzt, die Strömung zerrt an den Rotorblättern. Außerdem wirken die Kräfte unterschiedlich stark an den Kanten und an der Nabe. Für die Belastung mussten spezielle Designs entwickelt werden. Darüber hinaus sollten sich die Rotoren nach der Strömung ausrichten, um diese immer optimal auszunutzen. Auch für die Wartung und die Anbindung an das Netz gab es bislang keine kostengünstigen Lösungen.

Wenn es nach Kai-Uwe Graw ginge, wäre die Zeit nun allerdings reif. Dass die Technik funktioniert, beweist seit Sommer 2008 das Strömungskraftwerk Seagen in der Meerenge von Strangford vor der nordirischen Küste. Die Anlage funktioniert wie ein Windrad unter Wasser. Die Rotorblätter werden durch die Kraft der Strömung angetrieben, die am Standort rund 2,4 Meter pro Sekunde beträgt. Zwei Rotoren mit 16 Meter Durchmesser erzeugen dabei eine Leistung von etwa 1,2 Megawatt. Damit ist Seagen das derzeit leistungsstärkste Meeresströmungskraftwerk der Welt. Zum Vergleich: Ein großes Windrad bringt es auf eine Leistung von gut fünf Megawatt.

Die Leistung soll der eines kleinen Kohlekraftwerks entsprechen

In Strangford können die Rotoren entlang eines Turms über die Wellen gehievt werden, um dort gewartet zu werden. Vom Boden bis hinauf zur Turmspitze misst die Anlage 40,70 Meter, davon stehen rund 24 Meter ständig unter Wasser.

Für Sylt wäre die Anlage damit zu mächtig. Doch eventuell könnte sich hier ein anderes Projekt anbieten. Die Firma Voith Hydro aus Heidenheim will zusammen mit RWE Innogy Ende des Jahres einen Prototypen für ein Strömungskraftwerk vorstellen, das nicht an einem Turm befestigt, sondern an Kufen auf den Meeresboden hinabgelassen wird. Die Flügel des Prototypen erinnern weniger an ein Windrad als an den Propeller eines Motorbootes. Sie sind symmetrisch designt, so dass sie bei kommendem und abfließendem Wasser nicht neu ausgerichtet werden müssen.

Die Testanlage ist Teil eines Kraftwerkprojektes vor der südkoreanischen Küste. Langfristig sollen hier Anlagen mit einer Leistung von insgesamt 600 Megawatt installiert werden - so viel wie ein kleines Kohlekraftwerk. Damit könnte Strom für rund 400.000 koreanische Haushalte produziert werden. Für die Zukunft sind auch Testanlagen in Europa geplant.

Strömungsanlagen sind verträglicher als herkömmliche Gezeitenkraftwerke

Das große Problem ist jedoch der Umweltschutz. Denn unter Experten ist umstritten, wie sich große Strömungsanlagen auf die Umwelt auswirken. Immerhin gelten sie als verträglicher als herkömmliche Gezeitenkraftwerke.

Als 1966 das derzeit größte Gezeitenkraftwerk bei Saint-Malo in der Mündung der Rance in Betrieb genommen wurde, führte dies zu erheblichen Veränderungen in der Tier- und Pflanzenwelt. Der Grund: Das fließende Gewässer wurde durch eine Stauanlage in ein stehendes verwandelt.

Strömungsanlagen hingegen können von Fischen umschwommen werden. Außerdem wird das Ufer nicht beeinträchtigt, weil die Anlagen auf den Grund gelassen werden.

Wettbewerbsfähig ist der Strom allerdings noch nicht. Selbst im Vergleich zu anderen erneuerbaren Energien ist die Nutzung der Gezeitenkraft sehr teuer. Nach Berechnungen der britischen Regierung würde Strom aus dem Severn-Barrage-Projekt rund 317 Pfund pro Megawattstunde kosten. Zum Vergleich: Offshore-Windkraft kostet 85 Pfund.

Auch vor Sylt wäre der Strom nicht gerade günstig zu bekommen. Doch auch so könnte die Anlage einen Sinn erfüllen, sagt Experte Graw. Denn deutsche Unternehmen gehören weltweit zu den führenden in der Wasserkraft-Technologie. Eine Demonstrationsanlage in der Heimat sei da einfach Pflicht.



Forum - Neue Ideen zum Energieproblem?
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Seite 1
AndyH 20.08.2009
1.
Zitat von sysopSchwindende Ressourcen, steigende Preise: Die Frage nach den Energie der Zukunft wird drängender. Welche Ideen sind für Sie zukunftsfähig und Erfolg versprechend?
Kohle ist in Unmengen vorhanden. Alleine die deutschen Braunkohlereviere haben so viel Energiegehalt wie Iraks Ölfelder zusammen. Steinkohle gibt es in Osteuropa, Asien, Australien und Amerika en mass, oft als Tagebau. Öl ist nicht verschwunden. Als Öl gegen 150$ hochspekuliert wurde, fand man in kurzen Abständen neue Lagerstätte. Inzwischen nicht mehr weil wieder spottbillig, also nicht lohnt zu suchen. Die Lager sind randvoll, die Tankschiffe dümpeln als Lager auf hohe See. Gas gibt es mehr als Öl, selbst Norwegen fand neue gigantische gasvorkommen. Russland und Mittelasien hat bald 3 Pipelines nach Westeuropa und Katar kaufte sich eine Flotte Flüssiggastanker zusammen. Methan gibt es als Methanhydrate in unglaublichen Mengen an allen Küsten. Ausreichend für Jahrhunderte. Japan und USA basteln schon am industriellen Gewinnung. Uran und Thorium gibt es ebensfalls für Jahrhunderte. Bislang verbrennt man die Reste des kalten Krieges, was die Preise drückt und sogar gut laufende Minen zur Schliessung zwingt. Strompreis ist nahezu unabhängig vom Uranpreis, deshalb sind Kernkraftwerke langfristig preisstabilisierend. Neue Reaktortypen wie EPR und THTR sowie die Versuche mittels Transmutation zeigen, dass auch in 100-300 Jahren noch genug Energie erzeugt werden kann. Dagegen Biomist wie Hühnerfeder in Energieträger zu verarbeiten ist ziemlich aussichtslos. Einerseits ist es aufwändig und teuer, andereseits mikrige Mengen. Die Bioenergie Thema ist auch sehr leise geworden, nach den Hungeraufständen 2008 und auch die Zwangsbeimischungsunfug hat sich auch relativiert. Alle "alternativen" Energien werden Subventioniert, sind damit wirtschaftsschädlich und nur als ideologische Feigenblattt tauglich.
bluaMauritius, 20.08.2009
2.
Zitat von sysopSchwindende Ressourcen, steigende Preise: Die Frage nach den Energie der Zukunft wird drängender. Welche Ideen sind für Sie zukunftsfähig und Erfolg versprechend?
Seit über 250 Jahren gibt es den Hydraulischen Widder der Gebr. Montgolfiers. Seit 1920 gibt es das UK patent specification für Gaetano Sallusto's Kurzdruck-Wasserkraftwerk mit Kolbenzylindermaschine, daraus ist später auch Gravitations-Resonator entstanden. Es geht darum, dahs eine Kraft (z.B. hydrostatische Kraft) auch wenn nur kurzzeitig präsent, wegen ihres Vektors und ihrer Gröhsse (zB. bedingt durch Steigleitungshöhe und mit Druck beaufschlagte Fläche) dennoch - wie auch andere kurzzeitig wirkenden Kräfte auf anderen Gebieten - eine Bewegung einer berührten Masse bewirkt, wenn diese nachgeben kann (z.B. zum Antrieb eines der Kraft entsprechenden Schwungrades über Kolben, Kolbenstange, Pleuel und Kurbel), -oder ob dies unmöglich sei, weil so ein Kolben (s.o.) nicht 1 cm weit komme. Meinung eines Schamanen, der sofort auf die Linie der Kraftwirkungsleugner eingeschwenkt war (bei SPIEGEL, der neuerdings auch festlegt, was zu erforschen sei und was nicht?? und der eine sachliche] Antwort an alida80 nicht mehr freigab, den Strang einfach abschloss). Man staune: Zitat alida80: --> " Ich bewundere die Geduld, welche viele hier bisher an den Tag gelegt haben. Sie sehen, wozu es geführt hat? Ich hatte einen solchen "Erfinder" in meiner Familie. Interessanterweise hat mich das bewogen, Physik zu studieren. Ein bisschen ist hängen geblieben, denn schon seit meinem Studium sammele ich diese Art von Erfindungen, mache saubere technische Zeichnungen und lesbare Beschreibungen daraus. Irgendwann werde ich auch mal ein Buch darüber schreiben; .... Sie können hier nicht argumentieren, das haben sie alle inzwischen sicher gemerkt. Was sie hier sehen, ist so eine Art Fundamentalismus, der genau einen Lehrsatz kennt: "Wer das Gleiche sagt wie ich ist ein Experte, jeder andere hat mich nicht verstanden (weswegen die Beschreibung der Erfindung ad nauseam wiederholt wird), ist dumm und/oder von meinen Gegnern bezahlt". Mit dieser Art Fundamentalismus kann man nicht diskutieren. Einer von Ihnen hat es mit paradoxer Intervention versucht. Das soll manchmal bei Fundamentalisten klappen, aber hier beißen sie auf Granit. In der Tat finden sich bei diesen Erfindern immer wieder die gleichen Denkfehler: Kraft wird mit Arbeit verwechselt, es existiert ein allenfalls schwurbeliger Energiebegriff, Maßeinheiten und Begriffsdefinitionen werden durcheinander geworfen. Kurz gesagt: die physikalischen Begrifflichkeiten werden nicht verstanden. Einige Beispiele haben sie hier schon gesehen (...) " Zitat Ende.
Roller, 20.08.2009
3.
Zitat von sysopSchwindende Ressourcen, steigende Preise: Die Frage nach den Energie der Zukunft wird drängender. Welche Ideen sind für Sie zukunftsfähig und Erfolg versprechend?
Unser großes Problem ist das 50 Hz Hochspannungsnetz. Elektrizität ist nicht für große Energietransporte geeignet. Dafür ist das hier zigmal besser geeignet:http://www.subbrit.org.uk/sb-sites/sites/h/hydraulic_power_in_london/ Das hat früher in London funktioniert und würde auch heute noch sehr gut in Deutschland funktionieren, zumal der dafür erforderliche Druck kostenlos vorhanden ist. Fuer grosse Leistungen ist es nach wie vor viel! besser, die Energie mit Rohrleitungen als mit elektrischen Kabeln zu uebetragen. Das kommt daher,weil bei einer Rohrleitung das Verhaeltnis von Reibungsflaeche zur uebertragenen Leistung immer kleiner wird mit steigendem Rohrdurchmesser. Bei einem Elektrokabel bleibt dieses Verhaeltnis fast bei jedem Kabeldurchmesser konstant. Es ist daher viel besser kleine Leistungen elektrisch zu uebertragen und grosse Leistungen hydraulisch. Nehmen wir einmal an, wir haetten zwei gleichlange Kabel, eines mit dem halben Durchmesser des anderen und schalten diese in Reihe . Legen wir jetzt eine spannung an, stellt sich ein Spannungsteiler von 1:4 ein, da das duennere Kabel den vierfachen Widerstand hat. Es entstehen in diesem Falle ca. 20% Verluste. Uebertragen wir diesen Fall auf eine Rohrleitung, dann stellt sich jedoch ein Druckteiler von 1:40 ein, da ein Rohr mit doppeltem Durchmesser vierzigmal besser leitet. Es entstehen dann nur noch ca 2,5% Verluste. Das zeigt, dass bei groesseren Durchmessern ein Rohrleitungsnetz mindestens 10 mal stabiler als ein Kabelnetz ist. Bei kleineren Durchmessern ist jedoch das Kabel dem Rohr schnell um ein vielfaches ueberlegen. Der Leitwert des Rohres aendert sich mit d^5,33 und der Leitwert des Kabels aendert sich mit d^2/4 . Hieraus kann man ersehen, dass bei d=1 ist das Rohr jedoch dem Elektrokabel sehr schnell um ein Vielfaches ueberlegen. Wuerde man jetzt bundes -oder europaweit statt des Hochspannungsnetzes ein Hochdruckwassernetz aufbauen, haette man folgende Vorteile.: -ein fast betriebskostenloser Betrieb, ohne CO2 Erzeugung, da der Betriebsdruck in hochgelegenen Staudaemmen kostenlos zur Verfuegung steht. -Vervielfachung des bisherigen Ertrages aus Wasserkraft durch den Hoehengewinn des Drucknetzes. -hydraulische Windräder können Windenergie mit hohem Wirkungsgrad, mit minimalem Aufwand an jeder Stelle in das Drucknetz einspeisen und damit Windenergie grundlastfähig machen. - Da die Energie nicht mehr mit 50 Hz Takt in das Netz eingespeist werden muss, kann der Ertrag aus Windkraft mit hydraulischen Windraedern durch Auslassung des elektrischen Weges mehr als verdoppelt werden. - Hochspannungsleitungen reichen nur bis max. ca. 500km, Rohrleitungen haben jedoch kein Leistungs- und kein Enfernungslimit. - die Verluste im Rohrnetz gehen gegen Null im Vergleich zum Elektrokabel. -keine Verschandelung der Landschaft mit Hochspannungsmasten -dezentrale Energieversorgung zerstört die Monopolstellung der EVU. -das Trinkwasserproblem wird nebenbei gelöst. Obwohl hier durchweg alle die technische Diskussion ablehnen, ("Da wär schon längst jemand drauf gekommen", "Wie oft soll man es denn noch widerlegen?" ) hoffe ich doch endlich mal konkret auf technisch- physikalischer Ebene widerlegt zu werden. Gruß Roller
medienquadrat, 20.08.2009
4.
Zitat von sysopSchwindende Ressourcen, steigende Preise: Die Frage nach den Energie der Zukunft wird drängender. Welche Ideen sind für Sie zukunftsfähig und Erfolg versprechend?
kommt mir vor, wie der lungenkranke Kettenraucher, der auf Mentholzigaretten umsteigt und als Krönung seines wiedererweckten Gesundheitswahns auch noch eine Zigarettenspitze benutzt!
Edgar, 20.08.2009
5.
Zehn Prozent dessen, was als EE-Subvention zum Fenster hinaus geworfen wird, in die Fusionsforschung stecken, und in der nächsten Generation steht Energie in unbegrenzten Mengen zur Verfügung.
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