Osmosekraftwerk

Osmosekraftwerk Tofte
Osmosekraftwerk Tofte

Ein Osmosekraftwerk nutzt den Unterschied des Salzgradienten zwischen Süßwasser und Meerwasser zur Energiegewinnung. Es ähnelt prinzipiell einer rückwärts laufenden Entsalzungsanlage. Die Technologie wird seit den 1970er Jahren diskutiert und seit Ende der 1990er Jahre ernsthaft erforscht. Am 24. November 2009 eröffnete nun die norwegische Kronprinzessin Mette-Marit den weltweit ersten Prototyp eines Osmosekraftwerkes in Tofte, wo der Betreiber Statkraft nach zwölf Jahren Entwicklung in einem Pilotprojekt das Potential dieser Energiequelle unter realistischen Bedingungen erforschen will.

Die Errichtung eines Osmosekraftwerks erfordert Flussmündungen in Meere, also Stellen, an denen ausreichend hohe Vermischungen von Süß- mit Salzwasser auf natürliche Weise geschehen. Dabei werden Süß- und Salzwasser in künstlichen Becken an einer semipermeablen (halbdurchlässigen) Membran entlang geleitet. Da die Membran sehr feinporig ist, wird das Salzwasser aus dem Meer beziehungsweise das Süßwasser aus dem Fluss vor der Energiegewinnung über eine Filteranlage gereinigt, dann werden Süß- und Salzwasser an der Membran entlang über Rohrleitungen geleitet und anschließend zurück ins Meer gepumpt.

Wie funktioniert die Stromerzeugung in einem Osmosekraftwerk?
Um den Konzentrationsunterschied auszugleichen und beidseitig den pH-Wert anzugleichen (Osmose), lässt die Membran das Wasser hindurch, die Salzmolekyle sind jedoch zu groß und können die Membran nicht passieren. Dadurch entsteht ein Überdruck auf der einen Seite der Membran, der zum Betrieb von Generatoren genutzt wird. Das Druckgefälle kann bis zu 27 bar betragen – das entspricht etwa dem Druck eines 270 Meter hohen Wasserfalls. Ein kontrollierter Osmoseprozess kann einen konstanten Druck erzeugen und so eine sichere Energieversorgung gewährleisten.

Das Kleinstkraftwerk im norwegischen Tofte wird vorerst lediglich zwischen zwei und vier Kilowattstunden (kWh) erzeugen – das genügt gerade mal, um eine Herdplatte oder einen Staubsauger zu betreiben. Doch der Betreiber Statkraft berechnet das weltweite Potential für osmotische Energiegewinnung auf 1600 bis 1700 Terawattstunden (TWh) – das entspricht etwa 50 Prozent des europäischen Gesamtbedarfs oder des gesamten chinesischen Energiebedarfs des Jahres 2002.

Vor- und Nachteile des Osmosekraftwerks
Die Vorteile dieser Technologie liegen abgesehen von dem Energiepotential auf der Hand: Die Erzeugung von Strom in Osmosekraftwerken ist lautlos, kann leicht in Gebäude integriert werden – etwa als von außen unsichtbare Rohrsysteme in Kellergeschossen ufernaher Gebäude – benötigt keine Katalysatorenergie, ist abgesehen von der Errichtung vollständig CO2-neutral und nutzt eine frei verfügbare natürliche Energiequelle, ohne die Umwelt zu belasten. Daher zählt Strom aus Osmosekraftwerken zu den erneuerbaren Energien.

Statkraft ist als Erzeuger nachhaltiger Stromproduktion aus erneuerbaren Energiequellen stark auf dem Markt vertreten und will die Technologie des Osmosekraftwerks weiter verbessern. Nun gilt es vor allem, die Membran zu verbessern: Sie muss einerseits ausreichend Wasser passieren lassen, um die Stromproduktion möglichst effizient zu gestalten und andererseits zukünftig weniger anfällig für Verschmutzungen durch Schwebepartikel im Wasser sein.

Doch selbst bei hochwertigen Membranen erfordert die Erzeugung von einer Megawattstunde derzeit noch etwa 200 000 Quadratmeter Membran. Wissenschaftler der GKSS in Geesthacht entwickelten bereits eine Membran, die etwa zwei Watt pro Quadratmeter Leistung erreicht, eine Wirtschaftlichkeit der Anlage ist allerdings erst ab fünf Watt pro Quadratmeter gegeben.

Quellen:
Offizielle Statkraft Homepage, Pressemitteilung zur Sache:
http://www.statkraft.com/presscentre/press-releases/crown-princess-mette-marit-to-open-the-worlds-first-osmotic-power-plant.aspx
Offizieller Werbespot von Statkraft:
http://www.youtube.com/watch?v=8n94QOPNfuk
Financial Times Deutschland:
http://www.ftd.de/wissen/technik/:die-kraft-der-semipermeablen-membran-weltweit-erstes-osmosekraftwerk-nimmt-betrieb-auf/50041867.html
Max-Planck-Institut für Plasmaphysik, „Energieperspektiven“, Ausgabe 03/2005:
http://www.ipp.mpg.de/ippcms/ep/ausgaben/ep200503/0305_osmosekraftwerk.html

Foto Osmosekraftwerk Tofte , Quelle: Statkraft

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