Gezeitenkraftwerk: Ebbe und Flut erzeugen Energie

Gezeitenkraftwerk: Ebbe und Flut erzeugen Energie

 

Im Wechsel von Ebbe und Flut steckt Energie. Die Kraft des Tidenhubs nutzte man an der Kanalküste in England und Frankreich schon im 11. Jahrhundert. Auch zu späteren Zeiten gab es immer wieder neue Entwürfe für Gezeitenmühlen. So bauten etwa die Holländer im 17. Jahrhundert Flutmühlen, wobei sie Wasserräder verwendeten.

 

 Voraussetzungen

 

Die Gezeitenenergie wird nutzbar, wenn man geeignete Meeresbuchten mit einem Damm abschließt. Ein Minimum an Tidenhub (Wasserstandsunterschied der Gezeiten) ist allerdings nötig, was die Nutzbarkeit der Gezeiten drastisch einschränkt. In Deutschland wäre allenfalls der Jadebusen denkbar, der mit einer Gezeitenhöhe von knapp 4 m allerdings kein wirklich geeigneter Standort ist. Fordert man einen mittleren Hub von 5 m, gibt es weltweit rund 100 geeignete Buchten, von denen nur die Hälfte einen wirtschaftlichen Betrieb zulässt. Und auch dort, wo der Gezeitenhub 10 m und mehr erreicht, liegen die Bedingungen die meiste Zeit des Jahres außerhalb des Optimums. Ebbe und Flut laufen alle 12 Stunden und 24 Minuten ab, wodurch ein ausreichend hoher Tidenhub also nicht immer zur gleichen Tageszeit zur Verfügung steht. Während hoher Springtiden, wie sie bei Neu- oder Vollmond auftreten, können die Anlagen zudem ein Vielfaches der Energie als bei schwachen Nipptiden erzeugen, die entstehen, wenn die Sonne einen Teil der Gezeitenkräfte des Mondes wieder aufhebt. Aus diesen Gründen wird die Leistung von Gezeitenkraftwerken wenig gleichmäßig abgegeben. Leistungs- und Bedarfsspitzen fallen nicht immer zusammen. Mit Speicherbecken kann man die Spitzen zwar in Maßen glätten, dennoch sind Gezeitenkraftwerke nur dort wirtschaftlich, wo große Stromverbraucher in der Nähe ansässig sind.

 

 Bauarten

 

Allen Gezeitenkraftwerken gemeinsam ist der Grundaufbau: Eine geeignete Meeresbucht wird durch einen Damm mit einigen Durchlässen abgeschlossen. Bei Flut strömt Wasser ein und treibt die in den Durchlässen installierten Turbinen an. Bei Ebbe verrichtet das abfließende Wasser diese Arbeit. Technisch möglich wird diese Form der Stromgewinnung durch Rohrturbinen (Kaplan-Turbinen), für die schon ein geringes Wassergefälle ausreichend ist. Allerdings muss ein Mindesthöhenunterschied zwischen den beiden Wasserspiegeln (Wasserspiegel im Becken - Meeresspiegel) vorliegen, damit die Turbinen arbeiten. Dank ihrer Verstellpropeller können sie die Bewegung des Wassers in beiden Richtungen nutzen. An die Rohrturbine ist ein Generator angeschlossen, der zur Stromerzeugung dient.

 

Gezeitenkraftwerke ohne Speicherbecken nutzen den gesamten Tidenhub beim Gezeitenwechsel. Sie haben so zwar eine hohe Leistungsausbeute, unterliegen aber dem wechselnden Energieangebot der Gezeiten. Um einen kontinuierlichen Kraftwerksbetrieb zu erhalten, werden Gezeitenkraftwerke mit Speicherbecken gebaut; der nutzbare Tidenhub ist dann allerdings geringer.

 

Das erste Gezeitenkraftwerk der Welt wurde 1966/67 an der französischen Atlantikküste errichtet, in der Mündungsbucht des Flusses Rance bei St. Malo. Hier beträgt der Gezeitenhub 12 m und mehr. Ein 750 m langer Betondamm schließt die Bucht ab; er ist durchbrochen von 24 Durchlässen, in denen die Rohrturbinen installiert sind. Jede dieser Rohrturbinen hat eine Leistung von 10 MW, die gesamte Anlage also 240 MW. Das Kraftwerk erzeugt im Jahr rund 600 Millionen kWh Strom. Die Baukosten betrugen etwa das Zweieinhalbfache eines vergleichbaren Flusskraftwerkes.

 

Günstige Verhältnisse für den Bau von Gezeitenkraftwerken herrschen auch an einigen Standorten in Großbritannien, z. B. an der Mündung des Severn in den Bristol-Kanal. Die Flut steigt hier auf 10 m an, ein Kraftwerk mit 700 MW Leistung ist geplant. In Russland nahm Ende der 1960er-Jahre in Kislogubsk bei Murmansk eine Versuchsanlage mit 1 MW den Betrieb auf. Außerhalb Europas hat vor allem die Fundybay im Osten Kanadas einen sehr großen Tidenhub von mehr als 20 m. Ein Kraftwerk mit 20 MW läuft bereits seit 1984 bei Annapolis Royal, und weitere sind für diesen Küstenabschnitt vorgesehen. Auch in Argentinien und Indien, Südkorea und Australien gibt es lohnende Standorte, teils auch konkrete Projekte.

 

 Umwelteinfluss

 

Auch bei Gezeitenkraftwerken ist die Frage nach Umwelteffekten nicht überflüssig. Selbst wenn die Küstengewässer nur sehr begrenzt verändert werden, müssen diese Eingriffe vor dem Bau geprüft werden. So misst das vom Damm abgetrennte Becken der Anlage bei St. Malo immerhin 22 km², und im Becken kann es ebenso zu Verlandung kommen wie vor dem Damm. Außerdem sind Einflüsse auf die lokalen Meeresströmungen nicht auszuschließen. Beides aber würde wieder auf die Pflanzen- und Tierwelt dort rückwirken.