Meereswärmekraftwerk

Meereswärmekraftwerk,

 

Kraftwerk, das die Temperaturunterschiede zwischen der von der Sonne aufgeheizten Oberflächenschicht (Wärmedeckschicht mit 25-30 ºC bis 150 m Tiefe) der tropischen Ozeane zwischen 20 º nördliche Breite und 20 º südliche Breite und dem kalten Wasser (8-5 ºC in 800-1 000 m Tiefe) zur Elektroenergieerzeugung mithilfe eines thermodynamischen Kreisprozesses nutzt. Das Warmwasser verdampft im 1. Wärmetauscher Freon 22, Isobutan, Propan oder Ammoniak, treibt eine mit einem Generator gekuppelte Niederdruck-Dampfturbine an und wird in einem 2. Wärmetauscher (Kondensator) mithilfe des kalten Tiefenwassers wieder verflüssigt. Wegen der geringen Temperaturdifferenz von etwa 20 K beträgt der theoretische Wirkungsgrad des Wärmeprozesses 6,6 % und der Gesamtwirkungsgrad bei Umwandlung in elektrische Energie nur 3 %, wobei die nutzbare Energie durch die Pumpleistung für das Tiefenwasser noch gesenkt wird. Das Meer wirkt durch die enorme Wärmeenergie der Sonnenstrahlung im tropischen Gürtel als gigantischer Speicher (24-Stunden-Betrieb) und natürlicher Kollektor. Dennoch erfordern OTEC-Anlagen (englisch ocean thermal energy conversion, »Meereswärmeenergieumwandlung«) durch Wärmetauscher und Pumprohr für große Wassermassen einen wesentlich höheren Investitionsaufwand als herkömmliche Kraftwerke. Die erste Versuchsanlage 1930 vor Kuba blieb ohne wesentlichem Erfolg. 1979 wurde von den USA vor der Hauptinsel von Hawaii eine Mini-OTEC mit einem Rohr von 655 m Länge und 61 cm Durchmesser eingerichtet, die bei 700 m³/h Kalt- und Warmwasserdurchsatz und mit einer 75-kW-Dampfturbine nach Abzug des Eigenbedarfs von 32 kW eine nutzbare Leistung von 18 kW erzeugt. Ein Folgeprojekt von OTEC-1 für 1 MW elektrischer Leistung mit einem Tanker als Stützpunkt zur technologischen Erprobung wurde aus Budgetgründen nicht voll realisiert. Japan baute auf der Insel Nauru eine OTEC-Anlage für 100 kW elektrischer Leistung und projektiert zwei ebenfalls landgestützte Anlagen für 2 MW zur Inselversorgung.