Meereswellen üben enorme Kräfte aus - Kraft, die als erneuerbare Ressource genutzt werden kann, die als Wellenenergie oder Gezeitenenergie bekannt ist. Die Vereinigten Staaten haben das Potenzial, 2,64 Billionen Kilowattstunden Meeresenergie zu erzeugen – oder mehr als die Hälfte der Energie, die 2018 in den USA erzeugt wurde.
Wenn wir das Potenzial hätten, mehr als die Hälfte des US-amerikanischen Stroms aus Wellen zu erzeugen, was behindert dann die Nutzung von Wellenenergie?
In diesem Artikel werfen wir einen genaueren Blick auf die Vor- und Nachteile der Wellenenergie und was die Umsetzung von Wellenkraftwerken zu einer Herausforderung macht.
Was ist Wellenenergie?
Am einfachsten kann man es sich so vorstellen: Die Kraft einer Welle treibt Unterwasserturbinen an, die an einer Boje befestigt sind. Die Turbinen drehen sich dann durch die Kraft des Wassers und erzeugen Strom.
Wellenenergie erzeugt Strom unter Nutzung der natürlich vorkommenden Kräfte des Wassers im Ozean.
Die Bojen unten rechts dienen als Wasseraufnahmesystem. Das Wasser strömt dann zu einem Generator, der mit Turbinen oder Wellenenergiekonvertern (WEC) ausgestattet ist, die sich drehen, wenn bewegtes Wasser auf sie trifft. Die Bewegung der WEA erzeugt Strom. Dieser Strom wird dann über Stromleitungen ins Netz eingespeist.
Die Wasserkraft hingegen nutzt die Strömung bewegten Wassers, um direkt eine Turbine anzutreiben, die mit einem Generator verbunden ist und Strom erzeugt. Tatsächlich ist das Einzige, was Wellenenergie und Wasserkraft gemeinsam haben, die Tatsache, dass sie beide von den Kräften des Wassers angetrieben werden.
Wellenenergie hat ein enormes Potenzial, ist aber aufgrund der Natur des Meerwassers sehr schwierig zu nutzen - es ist ätzend und seine Bewegungen ändern sich oft.
Derzeit sind jedoch keine großen Wellenkraftwerke in Betrieb. Es gibt nur sehr kleine, die normalerweise für die Erforschung der besten Methode zum Einfangen von Wellenenergie verwendet werden.
Vorteile der Wellenenergie
1. Keine Emissionen
Wellenenergie emittiert von Natur aus keine Treibhausgase, wenn sie erzeugt wird, wie dies bei fossilen Brennstoffen der Fall ist.
Turbinen erzeugen Strom durch die Kraft von Wellen und sind damit eine völlig schadstofffreie, erneuerbare Energiequelle.
Wenn wir die Technologie richtig hinbekommen, könnte Gezeitenenergie ein großer Teil des grünen Energiemix sein und Solarenergie, Windturbinen, Geothermie und Wasserkraft ergänzen.
2. Erneuerbar
Wie alle alternativen Energiequellen ist Wellenenergie erneuerbar.
Wellen werden durch Wind erzeugt und Wind wird durch ungleichmäßige Hitze auf der Oberfläche des Planeten verursacht, die hauptsächlich von der Sonne angetrieben wird, die verschiedene Orte mit unterschiedlichen Raten erwärmt.
Wind bewegt Wärmeenergie von einem Teil des Planeten zum anderen und erzeugt Wellen. Da es immer Wind geben wird, werden Wellen an der Wasseroberfläche immer verfügbar sein, um Strom zu erzeugen, was dies zu einer erneuerbaren Ressource macht.
3. Enormes Energiepotential
Die Menge an kinetischer Energie, die in einer Welle ausgeübt wird, ist enorm - diese Energie wird dann von Wellenenergiewandlern eingefangen, um Strom zu erzeugen.
Beispielsweise kann eine durchschnittliche Welle von 4 Fuß und 10 Sekunden 35.000 Pferdestärken pro Meile Ufer erzeugen. Der Ozean bietet ein großes Potenzial für die Energiegewinnung, da er ständig in Bewegung ist und Energie erzeugt.
Es gibt auch viel Potenzial, da viele Länder Zugang zu einem Ozean haben, der ihre Stromnetze mit Energie versorgen kann.
4. Zuverlässige Energiequelle
Wellen werden kaum unterbrochen und sind fast immer in Bewegung. Dies macht die Stromerzeugung aus Wellenenergie im Vergleich zur Windenergie zu einer zuverlässigeren Energiequelle, da kein konstanter Wind weht.
Es sollte beachtet werden, dass die Menge an Energie, die von Wellen transportiert wird, jedes Jahr und von Saison zu Saison variiert. Im Allgemeinen sind Wellen im Winter aufgrund des stärkeren Windes, der auf kältere Temperaturen zurückzuführen ist, aktiver.
Nachteile der Wellenenergie
1. Umweltauswirkungen
Da die Wellenenergie noch in den Kinderschuhen steckt und größtenteils erforscht wird, gibt es kein Maß für die Umweltauswirkungen großer landbasierter Kraftwerke.
Der Bau von Anlagen oder Stromleitungen direkt am Strand kann eine Herausforderung darstellen, da sie unansehnlich sind und das Meeresleben und die umliegenden Ökosysteme schädigen können.
Lokale Fischereizonen könnten beeinträchtigt werden oder die Anlagen könnten zu erhöhter Küstenkorrosion führen. Es bedarf jedoch weiterer Forschung, um die wahren Umweltauswirkungen von Wellenkraftwerken zu ermittelnkann Lektion verursachen.
2. Hohe Kosten
Wellenenergie ist eine aufstrebende Energietechnologie in den frühen Stadien der Entwicklung, was es schwierig macht, über Kosten zu spekulieren.
Wellenenergiesysteme können potenziell so billig wie 1,09 $ pro kWh gebaut werden, unterliegen jedoch den Standort- und Wartungskosten. Gegenwärtig sind die Kosten für Wellenenergie jedoch im Allgemeinen sehr hoch, da sie sich in der Forschungsphase der Entwicklung befindet und in der Regel durch staatliche Zuschüsse oder Forschungszuschüsse finanziert wird. Es gibt keine Energieunternehmen, die Wellenenergie im großen Stil nutzen – das würde Kosten sparen.
Die Wartung dieser Anlagen wird voraussichtlich sehr teuer sein, da sie in ständig fließendes Salzwasser getaucht werden. Da ständige Bewegung zu mehr Bruch führen kann, müssen Wellenkraftwerke höchstwahrscheinlich regelmäßig (und kostspielig) gewartet werden.
3. Schwierig zu skalieren
Der derzeit vielleicht größte Nachteil ist, dass kein Versorgungsunternehmen in der Lage ist, Golfparks zu installieren, weil sie noch nicht groß genug sind, um eine nennenswerte Menge an Strom zu liefern.
Während einige Wellenkraftwerke in Schottland, Hawaii und zuletzt in Australien getestet wurden, beträgt ihre Stromerzeugungskapazität in der Spitze nur etwa 2,5 MW. Es wird erwartet, dass die Branche wächst, aber der Einsatz von Wellenenergiegeneratoren in nutzbarem Maßstab bleibt eine Herausforderung.
Die Zukunft der Wellenenergie
Für viele Anrainerstaaten des Ozeans kann Wellenenergie eine großartige Ergänzung des erneuerbaren Energiemixes sein.
Wellen würden rund um die Uhr Energie liefern, die zur Erzeugung von sauberem Strom verwendet werden kann. Da die Wellenenergie noch in den Kinderschuhen steckt, ist ihre Installation nach wie vor teuer und die potenziellen Umweltnachteile sind noch nicht vollständig bekannt.
Unter dem Strich hat Wellenkraft ein enormes globales Potenzial. Die Industrie benötigt jedoch mehr Finanzmittel und Forschung, um die betreffende Technologie fertigzustellen, damit Länder und Versorgungsunternehmen damit beginnen können, Wellenenergie zu ihrem Arsenal an erneuerbaren Energien hinzuzufügen.