Ebbe und Flut

Die meiste Elektrizität wird durch Umwandlung von chemischer in elektrische Energie erzeugt, meist durch das Verbrennen von Kohle und Öl. Die Bedrohung durch die globale Erwärmung hat die Techniker angespornt, nach umweltverträglichen Methoden zu forschen. Eine Alternative ist „die Steckdose im Ozean“.

Ebbe und Flut entstehen durch die Anziehungskraft des Mondes und der Sonne. Alles, was über etwas anderes gehoben wird, sei es eine Tide oder ein Gummiball, ist eine potenzielle Energiequelle. Lässt man nämlich das Wasser oder den Ball fallen, wird diese Energie frei gesetzt. Je höher das Wasser ist, desto mehr Energie speichert es. Draußen auf dem Meer erreichen Tiden kaum Höhen über neunzig Zentimeter. Doch in Küstennähe, wo das Wasser oft durch die topopraphische Beschaffenheit des Küstenverlaufs stark kanalisiert wird, kann die Flut auf neun Meter oder mehr ansteigen. Geologische Strukturen, wie Küstensockel, Sandbänke oder Trichter, bedeuten, dass der Unterschied zwischen Ebbe und Flut, der Tidenhub, an der Küste stark variiert.

Haben Techniker ein Gebiet mit einem adäquaten Tidenhub gefunden, bauen sie ein Gezeitensperrwerk, um die potenzielle Energie zu nutzen. Turbinen werden in Wasserrinnen eingesetzt, die von der einen Seite des Stauwerks zur anderen verlaufen. Stauwerke können die potenzielle Energie sowohl bei Flut als auch bei Ebbe nutzen. Bei Flut steigt das Wasser auf der Seeseite des Stauwerks über den Wasserstand der landseitigen Bucht hinaus. Sobald sich die Wasserstände hinreichend unterscheiden, werden Schleusentore geöffnet, und das Wasser rauscht durch das Stauwerk. Bei Ebbe fließt das Wasser in entgegengesetzte Richtung. Offene Schleusen lassen bei Flut das Wasser hinter dem Stauwerk ansteigen.
Bei Ebbe werden die Schleusentore geschlossen, und bei Niedrigwasser schießt das Wasser aus der Bucht durch die Turbinen meerwärts. In beiden Fällen wird die Energie des Wassers genutzt, um die Turbinenschaufeln zu drehen, die elektrische Energie erzeugen.

Perspektiven

Versuche, Energie aus den Weltmeeren zu nutzen, haben sich bislang auf Gezeitenstauwerke konzentriert. Diese arbeiten sehr erfolgreich im Mündungstrichter des Flusses Rance in Frankreich und in der Annapolis Bay in Kanada. Gezeitenkraftwerke lohnen sich nur in Flussmündungen, in denen der Tidenhub mindestens 4,60 Meter beträgt. Das Mündungsgebiet muss sich für den Bau eines Staudammes eignen, und da Ebbe und Flut nur zweimal pro Tag Elektrizität erzeugen können, muss es zusätzlich noch ein Reservekraftwerk geben.

Erfüllt ein Standort diese Bedingungen, bleiben noch die Umweltprobleme und Kosten abzuwägen. Ein Gezeitenkraftwerk verursacht keinen sauren Regen und trägt nicht zur globalen Erwärmung bei, aber der Staudamm zerstört unvermeidlich die Lebensräume von Menschen, Tieren und Pflanzen und kann mitunter eine Flussmündung versanden.

Wegen all dieser Faktoren suchen Techniker nach umweltfreundlicheren Nutzungsmöglichkeiten von Gezeitenkraft. All jene, die Zugang zum Meer haben, sollen mit Ozeanenergie beliefert werden. Die Tidal Current Turbine besteht aus einer versenkten turbinenartigen Vorrichtung, die in einem Priel verankert wird. Die Vorrichtungen kosten nur wenig mehr als ihre Vertäuungen und Vertäubojen. Würden sie beispielsweise in allen starken Strömungen Großbritanniens eingesetzt, könnten sie bis zu 20 Prozent der Elektrizität des Landes liefern. Die Leistung könnte höher liegen, wenn Tidal Turbines zum Beispiel im Golfstrom zum Einsatz kämen, der sich mit einer Geschwindigkeit von bis zu 1,80 m/Sek. bewegt.

Man denkt auch darüber nach, die Wärmeenergie des Meeres anzuzapfen. Die Oberflächentemperatur eines tropischen Meeres liegt ganzjährig bei rund 28°C. Mit zunehmender Tiefe sinkt die Temperatur, und bei 4.000 Metern beträgt sie null Grad. Dieser Unterschied kann zum Antreiben von Turbinen genutzt werden. Ein auf dem Wasser schwimmendes Kraftwerk ist in Hawaii schon in Betrieb.