Wissen auf einen Blick - Ozeane und Tiefsee

die normalerweise zwischen dem Meer und den Flüssen hin und her wandern. Lachse können also zum Laichen nicht mehr in die Flüsse schwimmen, Aale schaffen den Weg ins Meer nicht mehr, wo sie ihre Eier legen. Unter Naturschützern sind Gezeitenkraftwerke wie in Saint-Malo daher sehr umstritten. Obendrein gibt es weltweit nur rund 100 Buchten mit einem Tidenhub von mehr als 5 m, in denen solche Anlagen gebaut werden könnten. Groß kann der Beitrag von Gezeitenkraftwerken zur Energieversorgung daher nicht werden.

Luftaufnahme des französischen Gezeitenkraftwerks in der Rance-Mündung bei Saint-Malo. Die gewaltigen Gezeitenunterschiede dienen dem Kraftwerk als Energiequelle
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Energie aus warmem Wasser
Kraft aus den Ozeanen
    Vor allem in warmen Gebieten der Erde kann man den Temperaturunterschied verschiedener Wasserschichten zur Energiegewinnung nutzen. Das funktioniert aber nur bei Temperaturunterschieden von mehr als 20 C°. Als Standort kommen daher nur tropische und subtropische Regionen mit tiefem Wasser in Küstennähe in Frage.
Alternatives Hawaii
    Die ersten dieser Anlagen entstanden bereits 1930 vor der kubanischen Nordküste und in den 1970er-Jahren vor Hawaii. Dort hat das Wasser an der Oberfläche in der meisten Zeit des Jahres mindestens 26 °C, während es in 800 oder 1000 m Wassertiefe gerade noch 6 °C sind. Das warme Wasser der Oberfläche verdampft in solchen Anlagen eine andere Flüssigkeit, z. B. das preisgünstige, aber giftige Ammoniak oder Propan, das jedoch ungünstigere physikalische Eigenschaften hat. Der entstehende Dampf treibt eine Turbine an, die ihrerseits einen Generator dreht und so elektrischen Strom erzeugt. Anschließend strömt der Dampf in einen Kondensator. Dort kühlt aus der Tiefe hochgepumptes Wasser den Dampf so stark ab, dass er wieder flüssig wird und den gleichen Kreislauf erneut durchlaufen kann. Dabei kostet das Hochpumpen des Tiefenwassers weniger Energie, als in der Turbine gewonnen wird. Die Energie für das Verdampfen des Ammoniaks oder Propans wiederum stammt aus dem warmen Oberflächenwasser, das dabei leicht abkühlt. Diese Wärme liefert später die Tropensonne nach, sodass ein solches Kraftwerk praktisch indirekt von der Sonne angetrieben wird und daher nach menschlichen Maßstäben unerschöpflich ist.
Doppelnutzen
    Im Gegensatz zu diesem geschlossenen Kreislauf wird im offenen Kreislauf das warme Meerwasser direkt verdampft und mit diesem Wasserdampf eine Turbine angetrieben. Dieses Verdampfen funktioniert nur, wenn gleichzeitig der Luftdruck sehr stark gesenkt wird. Anschließend wird der Dampf in einem Kondensator mithilfe kühlen Tiefenwassers wieder zu Wasser verflüssigt. Da beim Verdampfen das Salz des Meerwassers praktisch vollständig in der Lake zurückbleibt, kann dieses Kondensat obendrein als Süßwasser verwendet werden, wenn das Tiefenwasser nicht direkt, sondern über einen Wärmetauscher kühlt.
    Aquakulturen
    Das für Meereswärmekraftwerke aus der Tiefe an die Oberfläche gepumpte Wasser enthält meist jede Menge Nährstoffe. Daher könnte dieses Wasser nach der Nutzung in einem Kraftwerk „Futter“ für Algenfarmen oder das Kultivieren anderer Wasserpflanzen liefern. Diese wiederum könnten zu Biodiesel verarbeitet werden oder andere Meerestiere ernähren, die dann als Nahrung für Fischfarmen dienen könnten
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    Der offene Kreislauf liefert zwar weniger elektrische Energie, weil ja zusätzlich zum Hochpumpen des Tiefenwassers auch noch der Luftdruck gesenkt werden muss. Gleichzeitig aber arbeitet er als Meerwasser-Entsalzungsanlage, die sonst viel Energie verbraucht. Und da Süßwasser an vielen tropischen Küsten bereits heute knapp ist, rentieren sich solche Anlagen für ihre Betreiber durchaus. Z. B. für die Inselstaaten des Pazifiks, der Karibik oder der Küsten im Westen und Osten Afrikas könnten solche Meereswärmekraftwerke also den teuren Import von Erdöl und das Freisetzen von Treibhausgasen vermeiden.

Meereswärmekraftwerke können nur entstehen, wo bereits in Küstennähe sehr große Wassertiefen erreicht werden. Vor Hawaii z. B. fällt die Küstenlinie auch unter Wasser ähnlich ab wie auf diesem Foto oberhalb des Meeresspiegels
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    (c) mauritius images (Michael Runkel)

Auf und ab macht Strom
Wellenkraftwerke
    Über dem Meer überträgt der Wind einen Teil seiner Energie auf das Wasser und bringt es dabei zum Schwingen. Deshalb entstehen an der eigentlich ebenen Wasseroberfläche kleine Hügel