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Donnerstag, 15.11.2018
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Eldorado für Erneuerbare Energien?

OTEC-Projekte vor Hawaii

Schauplatz Hawaii im Jahr 2001. Was wäre das Inselparadies ohne Licht, Computer, Fernsehen oder gar Klimaanlagen? Thomas S. Magnum alias Tom Selleck und Higgins - John Hillerman - wären entsetzt und auch die zahllosen Touristen, die jedes Jahr auf die Insel kommen, würden sicher schnell das Weite suchen!

Küste

Mehr als 90 Prozent des Energiebedarfs auf Hawaii wird durch importiertes Öl gedeckt. Wohl kaum eine Region in den USA ist so abhängig vom "Schwarzen Gold" wie die winzigen Eilande inmitten des Pazifiks. Dabei bietet die Inselgruppe eigentlich beste Voraussetzungen für die Nutzung von erneuerbaren Energien. Sonne im Überfluss, starke Winde, zahlreiche Geothermiequellen und nicht zuletzt sehr warmes und sehr kaltes Ozeanwasser könnten sie zu einem Eldorado für alternative Stromproduktion machen.

Kein Wunder also, dass man hier in den letzten 30 Jahren die Erforschung solcher Techniken erheblich intensiviert hat. Im Mittelpunkt der Forschung steht die Meereswärme. Einige der weltweit wichtigsten Projekte zur Nutzung der Meereswärme werden vor der Küste der malerischen Hawaii-Gruppe durchgeführt. Schon 1974 entstand dazu das Natural Energy Laboratory of Hawaii (NELHA) am Keahole Point der Insel. Mittlerweile hat es sich zum führenden Zentrum für OTEC-Technologien (Ocean Thermal Energy Conversion) entwickelt.

Die Experten auf Hawaii arbeiten im Rahmen der Forschung sowohl mit geschlossenen als auch mit offenen Systemen zur Nutzung der Meereswärme.

Bei den sogenannten geschlossenen OTEC-Kraftwerken verwenden sie die Energie des warmen Oberflächenwassers, um über einen Wärmetauscher Materialien mit einem niedrigen Siedepunkt wie Ammoniak, Freon, oder Propan zu verdampfen.

Der Dampf wird anschließend über eine Turbine geleitet, die durch ihre Drehung mithile eines Generators elektrische Energie erzeugt. Das kalte Tiefenwasser, das mithilfe von langen Rohrleitungen aus bis zu 1.000 Metern Tiefe nach oben befördert wird, sorgt in einem weiteren Wärmetauscher dafür, dass das verwendete Ammoniak oder Freon wieder abkühlt und kondensiert. Erst dann fließt es wieder in den Kreislauf ein.

In offenen Systemen dagegen experimentieren die OTEC-Wissenschaftler damit, das warme Oberflächenwasser selbst unter Vakuumbedingungen in einem Wärmetauscher zu verdampfen und zum Antreiben der Turbinen zu verwenden. Das kalte Tiefenwasser dient auch hier zur Kondensation des Dampfes. Erfolgt dies in einem zweiten Wärmetauscher - Warm- und Kalt-Wasserkreislauf bleiben dabei getrennt - erhält man als angenehmes Nebenprodukt Süßwasser. Der Wasserdampf kann aber auch direkt mit dem kalten Wasser gemischt werden und anschließend als "Mixwasser" das System verlassen.

Kraftwerk

Kraftwerk

Schon bald nach der Gründung des NELHA gab es ein erstes Pilot-Projekt zu bewundern. 1979 wurde ein Demonstrations-Kraftwerk mit dem Namen "Mini-OTEC", eine Anlage mit einer Netto-Leistung von 15 Kilowatt, in Betrieb genommen. Nicht viel, wenn man bedenkt, dass moderne konventionelle Atomkraftwerke durchaus mehr als 2.000 MW liefern können.

Dies liegt unter anderem daran, dass der Wirkungsgrad bei dieser Form der Meeresenergienutzung mit maximal drei Prozent immer noch sehr niedrig ist. Der Großteil der erzeugten Energie muss bisher wieder in den Betrieb der Anlagen gesteckt werden.

Von 1993 bis 1998 setzten die Forschungen am NELHA einen neuen Meilenstein bei der Nutzung der Meereswärme. Ein 210-KW-Kraftwerk, das mit einem offenen Kreislauf arbeitete, wurde sowohl zur Strom- als auch zur Süßwasserproduktion eingesetzt und lieferte wichtige Erkenntnisse in Bezug auf eine zukünftige kommerzielle Nutzung der OTEC-Technik. Mittlerweile befassen sich die Wissenschaftler weltweit mit Plänen für Anlagen von 40 MW Leistung oder mehr.

Zurzeit macht den Wissenschaftlern aber noch grundlegendes Problem zu schaffen: Würde die Verstromung von Meereswärme in größerem Maßstab betrieben, welche Auswirkungen hätte diese gigantische "Meeresumwälzpumpe" auf das Klima der Erde? Ein schwerwiegende Frage, wenn man die Klimaveränderungen in den letzten 30 Jahren betrachtet. Wenn ein unreflektiertes In-Vivo-Experiment in Sachen Meereswärme die Auswirkungen des Klimawandels noch einmal erheblich verschärfen würde, könnte dies katastrophale Folgen für die gesamte Menschheit haben...

Stand: 14.05.2001
 
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