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Samstag, 17.11.2018
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Eine Vision – und viele offene Fragen

Osmose-Kraftwerke noch nicht marktreif

Statkraft-Chef Bård Mikkelsen

„Wir glauben, dass Osmose-Kraft ein wichtiger Teil im weltweiten Energie-Mix werden wird.“(Baard Mikkelsen, Chef von Statkraft) „Osmose ist die erneuerbare Energie mit der höchsten Energiedichte, die wir jetzt endlich nutzen. Sogar Länder, die weder Öl noch Kohle oder Berge haben, könnten so ihre eigene Energie gewinnen." (Rasmus Hansson, Chef des WWF in Norwegen)

Schon bald grüner Strom?


Wenn man die Aussagen der Statkraft-Manager und Lobbyisten von Osmose-Kraftwerken hört, könnte man vermuten, dass die Revolution bei der Stromerzeugung kurz bevorsteht. Allzeit verfügbarer grüner Strom für Millionen Menschen in Europa und weltweit? Schön wär’s, doch die Realität sieht anders aus. Denn noch sind bei den angepriesenen Osmosekraftwerken viele Probleme zu lösen.

Membran aus Polymeren

Membran aus Polymeren

Membranen sind der Schlüssel


Das fängt schon an beim Herzstück der Anlagen, den semipermeablen Membranen, die das Salzwasser vom Süßwasser trennen und so erst die Voraussetzungen für die Osmose schaffen. Die Crux an der Sache: Die Membran muss für Wasser problemlos passierbar sein und zugleich die Salze möglichst effektiv zurückhalten. „Wir begannen mit einer Membran, die pro Quadratmeter eine Leistung von 0,02 Watt hatte“, beschreibt Klaus-Viktor Peinemann vom Institut für Chemie des GKSS-Forschungszentrums in Geesthacht die Ausgangslage.

Die aktuellen Produkte schaffen heute schon bis zu 3,7 Watt. Für diesen Entwicklungssprung war viel Forschungsarbeit nötig, unter anderem im EU-Projekt „Salinity Power“, das im Jahr 2001 begann. „Anfangs haben wir mehr als 50 verschiedene Kunststoffmaterialien getestet", so Peinemann weiter.

Nur zwei blieben übrig


Alle bis auf zwei fielen am Ende durch das Raster. Übrig blieben nur Membranen aus Cellulose-Acetat und solche aus Dünnfilm-Composite (TFC). Wie letztere aufgebaut sind erklärt Anja Car vom GKSS 2009 in einem Beitrag für den Deutschlandfunk: „Unsere Dünnfilm-Kompositmembran setzt sich aus mehreren Schichten zusammen. Zur Stabilisierung dient ein Trägermaterial aus Polyester, das man mit einem Textil vergleichen kann. Darauf tragen wir eine poröse Struktur aus Kunststoffen auf. Und darauf kommt eine Schicht aus Polyamid, einer Art Nylon. Die hält das Salz zurück, lässt das Wasser aber durch."

Röhren mit aufgewickelten Membranen im Inneren

Das 5-Watt-Ziel


Doch auch 3,7 Watt Leistung reichen noch längst nicht aus. Fünf bis sechs Watt pro Quadratmeter Membranfläche müssten es schon sein. Denn nur dann kann ein Osmose-Kraftwerk rentabel laufen und Strom für rund fünf Cent pro Kilowattstunde produzieren, da sind sich Wissenschaftler wie Car oder Gerard Pourcelly vom European Membrane Institute einig.

Und genau bei dieser Weiterentwicklung der Membrantechnologie soll unter anderem die neue Pilotanlage im norwegischen Tofte eine Schlüsselrolle spielen. Bei dem Vorzeigeprojekt zum Einsatz kommen zunächst noch Membranen mit weniger als einem Watt Leistung. Später soll dann aufgerüstet werden auf Module, die ein Vielfaches dieses Wertes liefern.

NASA als Premium-Partner


Einen enorm wichtigen und starken Verbündeten hat Statkraft auf seinem Weg zur Entwicklung von besseren Membranen mit im Boot – die NASA. Denn auch die amerikanische Raumfahrtbehörde benötigt leistungsfähige Membranen, etwa um Wasser in Raumkapseln zu recyceln.

Dazu Michael Flynn vom NASA Ames Research Center im Silicon Valley in Kalifornien: „Wie die Erde ist eine Raumstation ein geschlossenes Ökosystem. Wir sind gezwungen alles zu recyceln, damit sich die Raumfahrt wirtschaftlich rechnet. Der Wasserkreislauf ist die Verbindung zwischen Statkraft und der NASA. Allerdings benutzt Statkraft sauberes Wasser, an Stelle von Abfall um Energie zu erzeugen. […] Die NASA ist auch an der Membranentechnologie interessiert und wird Statkraft auf dem Weg nach vorne weiterhin stark unterstützen.“

Probleme über Probleme


Doch nicht nur bei der Membranleistung liegt noch einiges im Argen. Wie reagieren die dünnen Häutchen beispielsweise auf Verschmutzungen im Wasser? Was ist mit Algenbewuchs? Wie gut lassen sich die Membranen reinigen? Und wie lange halten die Hightech-Produkte überhaupt. Auch diese Fragen soll in erster Linie die Pilotanlage am Ende des Oslofjordes beantworten.

Stand: 19.02.2010
 
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