Elektroenergiegewinnung aus dem Meer
Die Weltmeere sind ein gewaltiger Speicher erneuerbarer Energien. Bei der Nutzung der thermischen und kinetischen Energie der Ozeane steht der Mensch jedoch noch am Anfang. Bislang arbeiten nur wenige Gezeiten- und Wellenkraftwerke erfolgreich. Auch bei der Entwicklung von Temperaturgefällekraftwerken, die gleichzeitig zur Meerwasserentsalzung genutzt werden können, muss noch viel Pionierarbeit geleistet werden.
Die gespeicherte Energie der Weltmeere in ihren sämtlichen Formen gehört zu den erneuerbaren Energien: Der Gehalt der Ozeane an Wärmeenergie (thermische Energie) ist gespeicherte Sonnenenergie. Die Bewegungsenergie (kinetische Energie) der Wellen hat ihren Ursprung in der atmosphärischen Zirkulation, in den Winden, und somit ebenfalls in der Energiezufuhr der Sonne. Die Energie der das Meerwasser bewegenden Gezeiten erwächst aus den Gravitationskräften von Mond und Sonne.
Die menschliche Gesellschaft versucht seit Jahrzehnten, sich das gewaltige Energiepotenzial der Weltmeere zunutze zu machen:
Das erste Gezeitenkraftwerk arbeitet seit 1967 an der Rance-Mündung bei Saint Malo an der südlichen französischen Kanalküste. Die Stromerzeugung erfolgt durch Turbinen, die in einem Sperrwerk an der Flussmündung installiert sind. Angetrieben werden die Turbinen durch die Ebbe- und durch die Flutströmung. Voraussetzung für Gezeitenkraftwerke ist allerdings ein besonders großer Tidenhub (Differenz zwischen der Wasserspiegelhöhe bei Fluthochwasser und Ebbeniedrigwasser) um etwa 15 m. Deshalb gibt es nur wenige Küstenregionen der Erde, die wie die französische Kanalküste für die Anlage von Gezeitenkraftwerken geeignet sind. Ein weiteres französisches Gezeitenkraftwerk war deshalb in der Nähe von Saint Michel vorgesehen.
Wellenkraftwerke funktionieren in der Weise, dass die auftreffenden Wellen große Schwingflügel in Bewegung setzen. Die Schwingflügel pumpen ihrerseits Wasser durch Rückschlagventile. Das unter Druck stehende Wasser treibt dann entsprechend konstruierte Turbinen an. Bisher gibt es in einigen Ländern allerdings erst die Prototypen dieser Kraftwerke.
Temperaturgefällekraftwerke nutzen den Temperaturunterschied zwischen dem warmen Oberflächenwasser und dem kalten Tiefenwasser der Weltmeere. Besonders in den tropischen Meeren betragen die Temperaturdifferenzen bis zu mehr als 20 K (Kelvin). Ein solches System zur Energiegewinnung ist das OTEC (Ocean Thermal Energy Conversion):
Das kalte Tiefenwasser kondensiert gasförmiges Ammoniak oder Stoffe mit ähnlichen Eigenschaften. Anschließend wird das Kondensat durch Verdampfer geleitet, die mit Oberflächenwasser erwärmt wurden, und nimmt wieder den gasförmigen Aggregatzustand an. Der Dampf bzw. das Gas wird dann erneut dem Kondensator zugeleitet usw. usf. Der auf diese Weise entstehende Kondensationskreislauf treibt Turbinen an, die der Elektroenergiegewinnung dienen.
Die Effizienz solcher Kraftwerke für die Energieerzeugung ist allerdings recht gering. OTEC-Systeme können aber gleichzeitig für die Gewinnung von Trinkwasser durch Meerwasserentsalzung mittels sogenannter Claude-Kondensatoren genutzt werden. Dazu wird zunächst kaltes Tiefenwasser hochgepumpt. Es kühlt die Oberfläche einer Sprühkammer ab, in der erwärmtes Oberflächenwasser verdampft wurde. An den Wänden der Sprühkammer bildet sich durch die Abkühlung Kondenswasser, das in Tanks gesammelt werden kann.
Die Gewinnung von Elektroenergie aus dem Meer steht erst am Beginn einer sicher notwendigen Entwicklung. An der Elfenbeinküste in Westafrika produziert allerdings ein solches Kraftwerk schon seit Jahren Elektrostrom.
