Gezeitenenergie: Vorhersehbar, aber noch zu teuer für den Massenmarkt
Die uralte Technologie der Gezeitenkraft bietet saubere Energie, kämpft aber mit hohen Kosten.
Bereits im siebten Jahrhundert nutzten irische Mönche die Kraft der Gezeiten, um Getreide zu mahlen. Heute gilt die Technologie als vielversprechende, aber noch nicht ausgereifte Säule der Energiewende. Das erste moderne Gezeitenkraftwerk wurde in den 1960er-Jahren in La Rance im Nordwesten Frankreichs errichtet und deckt heute den Strombedarf von rund 225.000 Menschen. Doch trotz dieser Erfolgsgeschichte kämpft die Branche mit hohen Baukosten und fehlender Skalierung.
Küstenregionen weltweit setzen auf Gezeitenenergie, um die Schwankungen anderer erneuerbarer Energiequellen wie Wind- und Solarkraft auszugleichen. Der entscheidende Vorteil: Da die Gezeitenkraft von der Gravitationskraft von Sonne und Mond abhängt, ist sie extrem vorhersehbar. Dies macht sie zu einem idealen Ergänzungsfaktor für wetterabhängige Erneuerbare.
Zwei Technologien, ein Ziel
Grundsätzlich wird zwischen zwei Verfahren unterschieden: Gezeitenbereich (Tidal Range) und Gezeitenstrom (Tidal Stream). Beim Gezeitenbereich wird der Unterschied zwischen Hoch- und Niedrigwasser genutzt. Dazu wird oft ein dammartiges Bauwerk, eine sogenannte Barrage, über eine Bucht oder Mündung errichtet. Das Wasser sammelt sich auf einer Seite der Barriere und strömt durch Turbinen, wodurch Strom erzeugt wird. Diese Projekte sind groß angelegte Bauvorhaben, die Jahrzehnte halten können.
Gezeitenstrom hingegen nutzt die kinetische Energie der Strömungen. An Orten wie Archipelen oder Fjorden wird Wasser durch enge Kanäle gedrückt und treibt unterseeische Turbinen an. Diese Methode vermeidet massive Bauarbeiten und wird in kleineren, modulareren Projekten eingesetzt.
Hohe Anfangsinvestitionen bremsen die Entwicklung
Trotz der technologischen Reife hat die Gezeitenenergie noch nicht die kommerzielle Skala erreicht. „Sie erfordert immer noch sehr hohe Anfangsinvestitionen und ist in den meisten Orten auf staatliche Finanzierung und andere Subventionen angewiesen“, sagt Elisa Obermann, Chief Executive von Marine Renewables Canada. Experten erwarten jedoch, dass die Preise sinken werden, sobald sich die Technologie weiterentwickelt und die Lieferketten skalieren – ähnlich wie es bei der Solarenergie in den letzten zehn Jahren der Fall war.
Ein weiterer Nachteil sind die Umweltauswirkungen, insbesondere bei Gezeitenbereich-Anlagen. Der Bau von Barragen kann den Fluss wandernder Arten wie Aale oder Lachse unterbrechen und Gezeitenhabitate wie Schlammbänke und Salzwiesen stören. Diese Effekte können durch räumliche und marine Planung gemildert werden, erklärt Afryea Charles, Gründerin des Ocean-Technology-Beratungsunternehmens Ecolexica.
Gezeitenenergie als Rückgrat hybrider Systeme
Gezeitenenergie wird wohl nie zu einem dominanten Bestandteil des Energiemixes werden, da sie nur in Küstengebieten mit starken Strömungen einsetzbar ist. Sie könnte jedoch als Rückgrat in hybriden Energiesystemen dienen. Soufiane Haddout, Forscher für Strömungsmechanik an der Ibn Tofaïl University in Marokko, sieht Potenzial für kritische Dienste: „Sie könnte helfen, Krankenhäuser oder Lebensmittelkühlung während Stürmen oder anderen Ereignissen, die konventionelle Energieversorgungen stören, am Laufen zu halten.“
Derzeit sind operative Anlagen größtenteils auf die nördliche Hemisphäre konzentriert. Sinken die Baukosten, könnte die Technologie besonders für Inselstaaten wie die Philippinen und Indonesien interessant werden, wo Gemeinden anfällig für den Klimawandel sind und ihre Abhängigkeit von Energieimporten wie Diesel verringern möchten.
Schlüssel zur Skalierung: Modulare Turbinen
Ein entscheidender Faktor zur Kostensenkung wird die Entwicklung modularer, schwimmender Turbinensysteme sein. Diese wären leichter zu installieren und könnten an einer größeren Bandbreite von Standorten eingesetzt werden, so Haddout. „Der Ölpreis steigt, und viele Länder wollen wirklich diese Unabhängigkeit“, ergänzt Charles mit Blick auf die Reduzierung von Energieimporten.
Die Gezeitenenergie hat das Demonstrationsstadium hinter sich gelassen, ist aber noch nicht in der großmaßstäblichen Kommerzialisierung angekommen, fasst Obermann zusammen. „Der Fokus muss sich jetzt von der Demonstration, dass die Technologie funktioniert, hin zur Ermöglichung kommerzieller Investitionen in großem Maßstab verschieben. Das Ziel ist nicht, dass die Regierung die Industrie unendlich finanziert. Es geht darum, die Gezeitenenergie dorthin zu bringen, wo privates Kapital sicher investieren kann und die Branche selbsttragend wird.“
Staatliche Unterstützung als Treiber
Regierungen in Europa und Asien sind bei der Finanzierung von Forschung und Implementierung besonders aktiv. Diese Unterstützung erfolgt durch Zuschüsse sowie durch Systeme wie staatlich unterstützte Umsatzgarantien. Im Vereinigten Königreich schützt das Contracts-for-Difference-System (CfD) Unternehmen und Verbraucher vor volatilen Energiepreisen, indem es einen garantierten Ausübungspreis für Energie aus kohlenstoffarmen Technologien gewährleistet.
Gezeitenenergie kann auch Chancen für den Tourismus bieten: Das Kraftwerk La Rance in Frankreich ist zu einem beliebten Ziel mit Besucherzentrum geworden. Das Sihwa Lake Tidal Power Station in Südkorea, die größte Gezeitenlagune der Welt, hat sich zu einem Hotspot für Vogelbeobachtung entwickelt – sein Observatorium zog seit 2014 mehr als eine Million Besucher an.