Der Mensch braucht Energie zum Heizen, zur Fortbewegung, zum Kochen, zur Beleuchtung, zur Produktion, zur Kommunikation … Die dafür verwendeten fossilen Brennstoffe (Öl, Gas, Kohle) gehen zur Neige, und ihre übermäßige Nutzung seit mindestens zwei Jahrhunderten hat zu einem globalen Effekt geführt, der das natürliche Gleichgewicht stört: dem Klimawandel.
Auf der Suche nach erneuerbaren Energien
Heute geht es darum, andere Lösungen zu finden, die nachhaltiger und weniger schädlich für die Umwelt sind, um uns mit der Energie zu versorgen, die wir für unser Leben benötigen.
Um dies zu erreichen, müssen wir die Gesellschaft, deren Verbrauch hauptsächlich aus nicht erneuerbaren Energien besteht, zu einem Verbrauch bewegen, der nicht umweltschädlich und stattdessen nachhaltig ist. Der Übergang von einer Produktionsmethode zur anderen muss vor allem mit einem überlegten Konsumverhalten ergänzt werden. Die Veränderung der Mensch-Energie-Beziehung bezeichnen wir als Energiewende.
In diesem Zusammenhang basiert eine der Lösungen auf der Produktion von nicht verbrauchter Energie aus endlichen Ressourcen. Für diese Art von Energien steht die erneuerbare Energie, darunter auch Energie aus dem Meer.
Was sind „Maritime erneuerbare Energien“?
Der Ozean kann aufgrund der vielen natürlichen Phänomene, die mit ihm interagieren, dank Strömungen, Wellen, Winde und Gezeiten, aber auch Temperatur- und Salzgradienten als unerschöpfliche Energiequelle genutzt werden. Maritime erneuerbare Energien (MRE) erleben derzeit ein starkes Wachstum und bestätigen alle Hoffnungen. Es gibt fünf reine MREs, d. h. ihre Quelle der Energiegewinnung liegt in der Dynamik der Ozeane, beziehungsweise die natürliche Bewegung der Wassermassen der Ozeane:
- Wasserkraft: die Bewegungsenergie (Kinetik) von Meeres- und Flussströmungen
- Wellenenergie: die mechanische Energie der Wellen und die potentielle Energie des Seegangs
- Gezeitenenergie: die Energie der Wasserbewegung durch die Gezeiten
- Wärmeenergie: die Energie, die durch den Temperaturunterschied zwischen den Tiefen- und Oberflächenwassermassen entsteht
- Osmotische Energie: Energie basierend auf dem Unterschied im Salzgehalt zwischen Süß- und Meerwasser
Andere Energien können im Meer genutzt werden, ohne dass sie aus dem Wasser selbst kommen:
- Offshore-Windkraft, die den Wind vom Meer zur Energiegewinnung nutzt.
Die Offshore-Windenergie wird häufig in die maritimen erneuerbaren Energien integriert. Man unterscheidet:
- „feste“ Offshore-Windkraftparks mit auf dem Meeresboden befestigten Windturbinen und
- „schwimmende“ Offshore-Windkraftparks mit Turbinen, die an einer auf der Meeresoberfläche schwimmenden Plattform befestigt sind.
Dabei ist zu beachten, dass Energie aus Biomasse, wie z. B. die Nutzung von Algen zur Herstellung von Biokraftstoffen, nicht als maritime erneuerbare Energie gilt.
Was sind die größten Hindernisse für die Entwicklung von maritimen erneuerbaren Energien?
Bisher haben mehrere technische Probleme die Entwicklung der erneuerbaren Energien auf dem Meer behindert, insbesondere der notwendige Transport der erzeugten Energie zum Verteilernetz und die benötigte Energiespeicherung.
Der Transport der Energie
Die Lage im Meer bedeutet lange Transportwege, bei denen ein Teil der Energie verloren geht. Anlagen in Küstennähe haben daher einen Vorteil gegenüber weiter entfernten Infrastrukturen, die sich weit weg vom Ort der Energienutzung befinden.
Die Speicherung der Energie
Einige Methoden sind „intermittierend“. Vorteilhafter ist es, von variabler, diskontinuierlicher und nicht programmierbarer Energieerzeugung zu sprechen. Die Erzeugung dieser Energien hängt von äußeren Faktoren (Seegang, Wind, Strömungen, Gezeiten) ab, die eine dauerhafte oder steuerbare Erzeugung „nach Belieben“ unmöglich machen.
Energie wird nicht nach dem Energiebedarf produziert, sondern richtet sich nach diesen externen Faktoren. Dabei kann überschüssige Energie produziert werden. In diesem Fall muss sie gespeichert werden. Es ist jedoch schwierig, Energie zu speichern, ohne Energie zu verlieren. Dennoch entwickeln sich die aktuellen Technologien sehr schnell, und auch wenn das Thema der Speicherung in Batterien lange Zeit sehr viel Aufmerksamkeit erhielt, gibt es nun viele andere Lösungen.
Eine Technik hat sich dabei besonders bewährt: das Pumpspeicherkraftwerk. Für diese Methode werden zwei Wasserbecken benötigt:
- In der Energieüberschussphase wird das Wasser in ein Oberbecken gepumpt.
- Wenn der Energiebedarf steigt oder in einer Phase, in der weniger Energie produziert wird, wird Wasser aus dem Becken in das Unterbecken geleitet und erzeugt durch den Antrieb von Turbinen Energie.
Dies hilft, das Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch im Stromnetz aufrechtzuerhalten. Tatsächlich ist die Unterbrechung kein Problem, sondern eher ein mit zu betrachtender, kontextueller Faktor.
Vor- und Nachteile der einzelnen Arten von maritimen erneuerbaren Energien
Jede Art der maritimen erneuerbaren Energie hat Vor- und Nachteile. Wenn über ihre Installation entschieden werden soll, müssen alle Aspekte berücksichtigt werden, um je nach Standort, Produktionspotenzial und Energiebedarf die am besten geeignete Lösung zu wählen.
Vergleichstabelle der verschiedenen maritimen erneuerbaren Energien:
