Was ist Wellenenergietechnologie?
Die Wellenenergietechnologie nutzt die ansteigenden und abfallenden Wellenberge von Oberflächenwellen, die durch Gezeitenkräfte auf den Ozean angetrieben werden, um elektrischen Strom zu erzeugen, entweder durch den direkten Wasserfluss oder durch den Druck, den das Wasser auf die Luftströmungen an der Oberfläche ausüben kann. Während die Wellenenergietechnologie das Versprechen bietet, im Wesentlichen freie und vollständig erneuerbare Energie zu liefern, sind ihre Auswirkungen auf die Meeresumwelt weitgehend unbekannt. Die Technologie befindet sich ebenfalls in einem Entwicklungsstadium, in dem Prototypen getestet werden, die eventuell vergrößert werden könnten, um Küstenstädte mit großen Strommengen zu versorgen.
Ein Beispiel für eine Wellenenergietechnologie unter Verwendung von Windenergie wurde in Australien entwickelt und wird seit 2008 vor der Küste Hawaiis in den USA getestet. Die ankommenden Wellen treten in eine Kammer ein, die Luft in eine Zentralröhre hinein- und aus dieser herausdrängt eine Turbine antreiben. Die Turbine ist so konstruiert, dass sie die Rotation in Reaktion auf steigende oder fallende Wellen verschiebt, wenn diese den Luftstrom so verändern, dass er sich kontinuierlich dreht. Der Prozess erzeugt jedoch viel Lärm, was einer seiner Hauptnachteile ist.
Bei einer anderen Methode werden große, schwimmende, längliche Pelamis-Röhren verwendet, die sich auf der Oberfläche auf und ab bewegen, wenn Wellen unter ihnen vorbeiziehen. Dies bewegt einen Hebel, der von jedem Rohr an einer Hydraulikpumpe angebracht ist, die elektrische Generatoren antreibt. Eine ähnliche hydraulische Konstruktion verwendet Geräte, die auf dem Meeresboden sitzen und an schwimmenden Einheiten befestigt sind, die sich wie ein Kolben bewegen, wenn die Wellen steigen und fallen, um Meerwasser durch Generatoren zu pumpen. Die Oyster Shell Wave Energy-Technologie nutzt auch die Pumpwirkung von Wellen, um ein Hydraulikpanel zu öffnen und zu schließen, das Flüssigkeit zu einer Küstenstation pumpt, wo der Druck erneut zum Antrieb eines elektrischen Generators verwendet wird.
In den USA haben experimentelle Wellenenergieprojekte vor der Küste Oregons ab 2007 einen Fertigstellungszeitpunkt zwischen 5 und 10 Jahren und sollen bei maximaler Kapazität genug Strom produzieren, um 60.000 Haushalte zu versorgen. Die Geräte verwenden Wellenerfassungsbojen im Pazifik und ergänzen ähnliche Experimente der Bundesstaaten Washington, Hawaii und New Jersey. Die Tests werden durchgeführt, während gleichzeitig versucht wird, die Umweltauswirkungen der Systeme während ihres Betriebs zu bewerten.
Während die US-Programme weitgehend experimentell sind, ist Europa führend in der Entwicklung der Wellenenergietechnologie. Im gesamten europäischen Sektor wird die Wellenenergietechnologie seit über 25 Jahren mit unterschiedlicher öffentlicher Unterstützung und unterschiedlichem Erfolg untersucht. Zu den Problemen bei der Skalierung von Gezeitenenergiesystemen auf ein praktisches Niveau gehören Unregelmäßigkeiten in Wellengröße und -richtung, strukturelle Fähigkeiten zur Bewältigung extremer Meereswettermuster und die Anpassung des Ausrüstungsdesigns, damit langsame und unregelmäßige Wellenbewegungen effizient genutzt werden können.
Die Fähigkeit, die Energie von Wellen zu nutzen, ist direkt proportional zum Quadrat ihrer Amplitude oder der Zeitspanne zwischen den Wellenbergen und ihrer Größe. Dies macht Wellen, die in den Breiten von 30 ° und 60 ° nördlicher und südlicher Breite rund um den Globus erzeugt werden, zu den energiereichsten. Die europäischen Nationen mit dem höchsten Potenzial zur Erschließung dieser Energiequelle sind Island, das Vereinigte Königreich und Irland sowie Nordspanien und Südnorwegen.
Schätzungen gehen davon aus, dass die gesamte an den europäischen Küsten verfügbare Meeresenergie 320 Gigawatt beträgt. An der britischen Küste sollen 67 Gigawatt Strom aus Wellenenergietechnologie erzeugt werden. Im Vergleich dazu verfügte Großbritannien ab 2008 über eine Stromerzeugungskapazität von 76 Gigawatt aus traditionellen Öl-, Gas- und erneuerbaren Quellen.
Die Umweltbedenken bei der Platzierung eines Wellenenergieerzeugers konzentrieren sich auf fünf große Bereiche. Die Auswirkungen mehrerer Wellenenergieanlagen auf die Küsten- oder Küstendynamik sowie auf benthische Ökosysteme am Boden flacher Gewässerregionen werden derzeit untersucht. Die Erforschung der elektromagnetischen Felder, die die Wellenenergietechnologie auf umgebende Fischlebensräume und Migrationsmuster erzeugt und ausübt, wird ebenfalls untersucht. Darüber hinaus werden allgemeine Auswirkungen auf den lokalen Lebenszyklus von Meeressäugern und Seevögeln untersucht.
Zusätzliche Bedenken bei Wellenenergie-Farmen entlang der Küste betreffen die Auswirkungen auf die Freizeitaktivitäten, die Lärmbelastung und die potenzielle Gefahr für die Schifffahrt. Trotz dieser Nachteile produzierten globale Prototypen ab 2008 zwei Megawatt Strom. Die geplante weltweite Produktion wurde auf 2.000 Gigawatt pro Jahr geschätzt, was 10% des weltweiten Stromverbrauchs im Jahr 2008 entspricht. Um ein solches Produktionsniveau tatsächlich zu erreichen, wurden die Investitionskosten auf 820.000.000.000 Euro (1.173.830.000.000 US-Dollar) geschätzt.