Maritime Erneuerbare Energien: Das Potenzial des Ozeans für eine saubere Zukunft freisetzen

Das ungenutzte Potenzial der Meeresenergie

Als die Erde zu 70 % aus Ozeanen und Meeren besteht, ist es nicht überraschend, dass ein Großteil der Ressourcen der Erde offshore zu finden ist. Allerdings ist dies für ein landbasiertes Lebewesen wie den Menschen von Natur aus ein schwierigeres Umfeld. Infolgedessen wurde die Meeresenergie bisher nur wenig genutzt, hauptsächlich beschränkt auf die Offshore‑Öl‑ und Gasförderung sowie Offshore‑Windparks.

Doch es gibt noch viel mehr Potenzial für die Energieerzeugung auf See in anderen Formen. Von den nahezu unbegrenzten Flächen über Gezeiten, Wellen bis hin zu den Unterschieden in Höhe und Temperatur arbeiten Wissenschaftler weltweit daran, neue Wege zu finden, um erneuerbare Energie aus den endlosen Wellen zu erschließen.

Und das könnte eine massive Quelle neuer erneuerbarer Energie sein, wobei bis 2050 möglicherweise 352 GW installierte Kapazität erreicht werden könnten, also nahe an dem derzeitigen gesamten globalen Kernkraftpark (399 GW).

Quelle: IRENA

Warum die Entwicklung der Meeresenergie langsam voranschreitet

Es könnte Sie überraschen, dass die Energieerzeugung im Ozean erst vor wenigen Jahrzehnten begann, während andere Energieformen, von Wasserkraft bis zur onshore fossilen Brennstoffproduktion, jahrhundertealt sind.

Ein Hauptgrund ist, dass es offensichtlich einfacher ist, an Land zu bauen. Meere und Ozeane erfordern im Gegensatz dazu, dass jede Infrastruktur schwimmend und/oder am Meeresboden verankert sein muss, was Kosten und ingenieurtechnische Einschränkungen hinzufügt. Regelmäßige Stürme oder sogar Hurrikane in tropischen Gebieten erhöhen die Schwierigkeit, Strukturen zu schaffen, die den Ozeanen standhalten.

Ein weiterer Schlüsselfaktor ist das Meersalz. Die Salinität des Ozeans macht Meerwasser für Metallkomponenten, einschließlich Energiesystemen wie Turbinen, extrem korrosiv. Dies erfordert den Einsatz einer komplexen Palette maßgeschneiderter Lösungen aus Beschichtungen, Ölen und anderen Schutzmaßnahmen, um zu verhindern, dass die Energieinfrastruktur durch Korrosion zerstört wird. Das Wachstum schädlicher Meeresorganismen wie Algen und Muscheln („Biofouling“) kann ebenfalls zu Schäden führen, da organisches Material die Maschinen verstopft und bedeckt.

Quelle: ResearchGate

Schließlich ist die latente Energie der Ozeane, obwohl gewaltig, sehr diffus. An Land neigen Geologie und Geografie dazu, Ressourcen natürlich in Mineralvorkommen, Flüssen und Windkorridoren zu konzentrieren – etwas, das die flache Oberfläche des Ozeans nicht bietet.

Offshore-Windenergie: Skalierung auf See

Wie bei praktisch jeder energieerzeugenden Plattform auf See ist Offshore-Wind tendenziell kapitalintensiver. Die Entfernung zu bewohnten Gebieten und die Salzwasserkorrosion erhöhen zudem die Wartungskosten und können die Lebensdauer der Windturbine und ihrer Komponenten verkürzen.

Es gibt jedoch auch einige Vorteile von Offshore-Wind:

• Effizientere Produktion: Offshore-Winde sind stabiler, stärker und häufiger als an Land.
  • Dies führt nicht nur zu mehr Produktion, sondern auch zu einer vorhersehbareren, die näher an einer Grundlaststromerzeugung liegt als die stärker schwankende Onshore‑Windenergie.
  • In vielen Regionen nimmt der Offshore‑Wind am Nachmittag und Abend zu, wenn die Nachfrage am höchsten ist.
  • Da ein Großteil der Weltbevölkerung in Küstennähe lebt, liegen Offshore‑Standorte oft sehr nahe bei den Verbrauchern.
  • Ein guter Windstandort auf See kann deutlich größer sein als an Land. Das ermöglicht größere Skalierung.
• Weniger Umweltauswirkungen. Durch die Reduzierung der Landnutzung und das Nicht‑Stören des lokalen Ökosystems mit Zufahrtsstraßen und Verkehr in abgelegenen Gebieten kann Offshore‑Wind umweltfreundlicher sein als Onshore‑Wind.
  • Der begrenzte Bereich von Windparks kann sogar den marinen Ökosystemen zugutekommen.
• Weniger Widerstand: Die Entfernung zu den Bevölkerungszentren und die Sichtbarkeit begrenzen den Widerstand gegen Windprojekte, wenn sie offshore liegen, stark. Die NIMBY‑Reaktionen (Not In My Back Yard) haben dadurch deutlich weniger Einfluss.

Je nach Tiefe können für Offshore‑Windturbinen unterschiedliche Anker verwendet werden.

Quelle: DoE

Mit fortschreitender Windtechnologie besteht eine neue Option darin, keinen riesigen Pfeiler für eine riesige Turbine zu bauen, sondern eine noch größere „Turbinenwand“. Einige Einheiten werden für 40‑MW-Modelle entwickelt und könnten bis zu 126 MW erreichen.

Ein solches System wäre am besten für Gebiete mit sehr starken und nahezu konstanten Winden geeignet, wie die Nordsee.

Quelle: Recharge News

Die Konzentration von Offshore‑Windprojekten zu Megaprojekten, wie die 10‑GW‑Nordsee‑Energieinsel, die vom Branchenriesen Ørsted in Betracht gezogen wird, wird voraussichtlich ein dominierender Trend in der Zukunft sein, da sie Wartungs‑ und Installationskosten senkt, indem sie auf mehr Windturbinen verteilt werden.

Offshore‑Wind wird voraussichtlich die wichtigste nicht‑fossile Energiequelle der maritimen Energie im kommenden Jahrzehnt bleiben, dank des reichlichen Windpotenzials auf See und der bereits recht ausgereiften Technologie.

Einige Analysten schätzen, dass Offshore‑Wind bis 2040 zwölfmal größer sein könnte, wobei in den 2030er‑Jahren viele neue schwimmende Windturbinentypen installiert werden.

Quelle: Rystad Energy

(Sie können mehr über das Potenzial der Windenergie in unserem speziellen Bericht „Can Wind Power The World?“ lesen)

Gezeitenkraft: Vorhersehbare erneuerbare Energie vom Mond

Obwohl Wind die dominierende Form der maritimen Energie ist, ist die eigentliche Gezeitenkraft die älteste. Dabei wird die durch die Mondgravitation erzeugte Energie genutzt, die den Anstieg und Fall des Meeresspiegels mit den Gezeiten verursacht.

Dies wurde zunächst mit einer Wassermühle genutzt, die die Bewegung des Meeres anstelle eines Flusses nutzte, um das Mühlrad zu drehen. Die erste groß angelegte Gezeitenkraftanlage wurde 1966 gebaut, mit der 240 MW Rance Tidal Power Station, in Bretland, im Nordwesten Frankreichs.

Quelle: Dialogue Earth

Ein wesentlicher Vorteil der Gezeitenkraft ist, dass sie extrem stabil und vorhersehbar ist, was eine sehr zuverlässige Grundlast erneuerbarer Energie ermöglicht. Sie erzeugt auch nachts und im Winter ohne Rückgang, was sie zu einer guten Ergänzung zur Solarenergie macht.

Allerdings ist dies eine schwierige Methode, Energie zu gewinnen. Sie erfordert in der Regel die Lage in einer Hochwasserregion oder mit einer starken Strömung, die die Gezeiten in eine enge Meerenge leitet. Dies hat historisch die potenziellen Standorte für diese Energieform eingeschränkt. Es bedeutet auch, dass in den meisten Fällen ein Gezeitenstaudamm gebaut werden muss.

Die Seltenheit von Gezeitenprojekten hat den Sektor behindert, da sie mögliche Skaleneffekte der Massenproduktion eliminiert und durch kundenspezifische, teure Designlösungen ersetzt.

“Wir stehen an dem Punkt, an dem wir die Technologie zuverlässig demonstrieren und sie auf kommerzielle Versorgungsmaßstäbe skalieren. Was wir tun müssen, ist, relativ kleine Projekte zu betrachten, nur um zu zeigen, dass die Technologie zuverlässig ist, Umwelt‑hürden zu überwinden und gleichzeitig Schwung und das benötigte Ausmaß zu erzeugen.”

Seumas Mackenzie – Chief operating officer for tidal developer Nova Innovation

Bis heute gibt es zahlreiche in Betracht gezogene Designs, aber keines, das in Massenproduktion hergestellt wird.

Quelle: IRENA

Die Notwendigkeit, dass die Turbinen ständig im Meerwasser rotieren, erhöht zudem die Schwierigkeiten durch Korrosion und Biofouling.

Insgesamt ist es unwahrscheinlich, dass Gezeitenkraft bald zu einem bedeutenden Beitrag für unser Stromnetz wird.

Allerdings kann sie eine sehr gute Lösung für abgelegene Inseln und Küstenregionen sein, wie Pilotprojekte auf den Shetland‑ und Orkney‑Inseln gezeigt haben. Diese Inseln benötigen entweder eine teure Netzanbindung oder den Import fossiler Brennstoffe.

Ausnutzung von Meeresströmungen für erneuerbare Energie

Die Nutzung von Tiefsee‑Strömungen, die enorme Wassermengen stetig bewegen, könnte derzeit theoretisch eine sehr leistungsstarke Energiequelle darstellen, die sogar größer als Gezeitenkraft sein könnte.

Quelle: Energy Encyclopedia

Allerdings machen die extreme Tiefe und die Entfernung von den Küsten für die Installation solcher Anlagen sowie das potenzielle Risiko, diese für das Klima wichtigen Strömungen zu stören, eine realistische Umsetzung in absehbarer Zukunft unwahrscheinlich.

Allerdings könnten weniger starke, aber küstennähere Strömungen eine realistischere Option für dieses Konzept darstellen.

Wellenenergie: Meereswellen in Strom umwandeln

Noch allgegenwärtiger als Gezeiten sind Wellen ein natürlicher Bestandteil des Ozeans und eine theoretisch unbegrenzte Energiequelle, die fast die Hälfte des Energiepotenzials des Ozeans ausmacht (ohne Wind).

Quelle: IRENA

Auch hier werden noch viele Designs in Betracht gezogen, wobei keines eine klare Überlegenheit gegenüber den anderen gezeigt oder in Massenproduktion hergestellt hat. Im Wesentlichen geht es darum, Energie entweder durch das Auf‑ und Absteigen des Wasserspiegels, die Schwingung einer Boje oder die Rotation einer Boje zu gewinnen.

Quelle: IRENA

Obwohl die technologische Reife noch niedriger ist als bei der Gezeitenkraft, könnte die Wellenenergie bis 2040 ein bedeutender Energielieferant werden, wobei die Europäische Union 1 GW an ozeanbasierter Leistung bis 2030 und 40 GW bis 2040 vorsieht.

„Wellenenergieanlagen müssen so konzipiert sein, dass sie Sturmbedingungen standhalten und überleben, und das könnte in einer erwärmenden Welt, in der Stürme zunehmend extremer werden, ein großes Problem darstellen.

Es gibt viel Wellenenergie, aber sie ist sicherlich teurer und technisch schwieriger zu nutzen.

Conchúr Ó Brádaigh – Vice president of the Faculty of Engineering at the University of Sheffield

Dies wird eine Energieslösung sein, die stark von der lokalen Wellenhöhe abhängt, wobei einige Regionen eher sinnvoll sind als andere. Der Nordatlantik, der Nordpazifik und Süd‑Australien scheinen die besten Kandidaten zu sein.

Quelle: ResearchGate

Ozeanische thermische Energie: Nutzung der Hitze in der Tiefe

(OTEC) nutzt den Temperaturunterschied zwischen warmem Oberflächenwasser und deutlich kälterem Wasser in der Tiefe. Ein solcher thermischer Gradient ist theoretisch sehr leistungsstark für die Energieerzeugung.

Quelle: Britannica

Um wirtschaftlich praktikabel zu sein, sollte der Temperaturunterschied in den ersten 1.000 Metern (etwa 3.300 Fuß) unter der Oberfläche mindestens 20 °C (36 °F) betragen.

Da ein größerer Gradient mehr Energieerzeugungspotenzial und niedrigere Kosten bedeutet, ist dies wahrscheinlich eine bessere Lösung für warme tropische Gewässer in Kombination mit schnell abfallenden Meeresböden, insbesondere Südostasien sowie vor den Küsten von Mexiko und Brasilien.

Quelle: Ocean Energy Systems

OTEC-Anlagen können entweder an Land (mit Rohren, die ins Meer führen) oder schwimmend sein. Während schwimmende Anlagen deutlich mehr potenzielle Standorte haben, werden sie teurer zu bauen und zu warten sein. Die Offshore‑Energieproduktion müsste wieder an Land geleitet werden, entweder über Stromkabel oder durch die Vor‑Ort‑Produktion von Wasserstoff, Methanol oder Ammoniak, die dann zu den Bevölkerungszentren transportiert werden.

Ein potenziell positiver Nebeneffekt von OTEC könnte auch das Anheben nährstoffreicher Tiefenwasser an die Oberfläche sein. Dies könnte für umweltfreundliche Meeresaquakultur genutzt werden und sogar helfen, Kohlenstoff durch Phytoplanktonwachstum zu binden.

Schwimmende Solarfelder: Maximierung der Meeresoberfläche für saubere Energie

Neben der Nutzung der Energie der Ozeane selbst bieten die Meere uns eine weitere reichliche Ressource: die Oberfläche.

Im Gegensatz zu Land, das häufig für Landwirtschaft oder natürliche Lebensräume genutzt wird und relativ teuer pro Quadratmeter ist, ist die Mehrheit der Meeresoberfläche relativ unproduktiv, besonders in tropischen Gebieten mit hoher Sonneneinstrahlung.

Es gibt auch keine Nachbarn oder Menschen, die durch das ästhetische Erscheinungsbild dieser Offshore‑Solarfelder gestört werden. Das macht die Möglichkeit von schwimmenden Offshore‑Solarfeldern attraktiv.

Quelle: RWE

Zusätzlich erhöht die Reflexion des Sonnenlichts durch die Meeresoberfläche die Gesamteinschlussleistung. Dieses Phänomen könnte dank bifazialer Solarmodule möglicherweise noch stärker zur Energieerzeugung genutzt werden.

Das relativ kalte Wasser hilft zudem, die Module kühl zu halten, was ihre Haltbarkeit und den maximalen Ertrag verbessert.

Mehrere andere Länder, von Afrika über die Karibik bis Südamerika und Zentralasien, könnten durch den Einsatz von FPVs zwischen 40 % und 70 % ihres jährlichen Strombedarfs decken. Auch entwickelte Länder wie Finnland und Dänemark könnten jeweils 17 % bzw. 7 % ihres Jahresbedarfs aus solchen Quellen beziehen.

Allerdings gibt es einige Risiken, die mit diesem Solarfeld-Design verbunden sind.

Die erste Herausforderung ist das Vorhandensein von Salz. Dieses kann nicht nur die üblichen Korrosionsrisiken für empfindliche elektrische Systeme und Tragwerke verursachen, sondern Salzkrystallablagerungen vom Meeresnebel können sich auf den Modulen ansammeln und deren photoelektrische Umwandlungseffizienz verringern. Eine mögliche Lösung besteht darin, die Solarpanelplattform höher über dem Meeresspiegel zu platzieren, wie im Pilotprojekt Yellow Sea No. 1 des chinesischen Entwicklers Huaneng Group.

Quelle: Daily Galaxy

Ein weiteres potenzielles Problem sind Stürme und Hurrikane, die schwimmende Solaranlagen zerstören können, noch bevor sie die zum Bau erforderliche Energie „zurückzahlen“.

Insgesamt werden Meeres‑Solaranlagen wahrscheinlich eher auf schwimmenden Plattformen installiert, die Mini‑Ölbohrinseln ähneln, anstatt direkt wie in einem Süßwassersee auf dem Wasser zu treiben.

Tiefsee-Geothermie: Eine zukünftige Grenze

Nur theoretisch ist diese Energieform, die langfristig für viele Länder, insbesondere jene entlang des sogenannten „Ring of Fire“ im Pazifik, wichtig sein könnte.

Quelle: HowStuffWorks

Da die ozeanische Kruste viel dünner ist als die kontinentale (4 Meilen statt 10‑43 Meilen), können sehr hohe Temperaturen mit weniger tiefem Bohren erreicht werden.

Quelle: GeologyIn

Um dieses potenzielle Energiepotenzial zu erschließen, ist ein weiterer Fortschritt in der Geothermie erforderlich, ein Thema, das wir ausführlich in „Geothermal Power: Green Energy That is Red‑Hot“ diskutiert haben.

Wahrscheinlich wird die endgültige Form dieser Energiequelle die Kombination aus ultra‑tiefem Meeresbohren (derzeit für die Ölproduktion verwendet) und offener oder geschlossener Kreislauf‑Geothermie‑Erzeugung sein.

Quelle: BGS

Uran aus Meerwasser: Eine neue Kernbrennstoffquelle

Neben Wind, Sonne, Gezeiten und Wellen könnte der Ozean auch auf überraschende Weise eine Quelle für kohlenstoffarme Energie sein: als die größte Uranmine des Planeten.

Meerwasser enthält Spuren von gelöstem Uran, und das schiere Volumen des Ozeans bedeutet, dass jeder effiziente Prozess zur Extraktion dieser Ressource sie in ein praktisch unbegrenztes Angebot an radioaktivem Brennstoff verwandeln würde, mit bis zu 4,5 Milliarden Tonnen, fast 1000‑mal größer als die terrestrischen Uranreserven.

Wir haben kürzlich geschrieben, dass ein technischer Durchbruch mit behandeltem Kohlefasergewebe, das über genügend Oberfläche verfügt, um Uranionen zu binden, die Urangewinnung durch eine elektrochemische Reaktion ermöglichen könnte.

In Kombination mit schwimmenden Kernkraftwerken, einem Modell, das bereits von Russland betrieben wird, und Prototypen, die von Unternehmen wie Danish Saltfoss getestet werden, könnte dies die Ozeane zur Zukunft der Kernenergie machen.

Quelle: Saltfoss

Algen-Biokraftstoffe: Energie aus dem Ozean gewinnen

Schließlich könnte das Meer direkt Energie erzeugen, indem das Wachstum von Mikroalgen zur Produktion von Biokraftstoffen und anderen Biomaterialien wie Kunststoffen genutzt wird.

Durch die Nutzung von Meerwasser kann Algen-Biokraftstoff das Problem der Wasserversorgung von Biokraftstoffanlagen lösen; die besten Gebiete sind halbwüstenartige Regionen mit viel Sonnenlicht, aber begrenzten Süßwasserressourcen.

Um kommerziell rentabel zu werden, muss diese Technologie die Ausbeute der Algen weiter optimieren, das Risiko von Kontaminationen der Kulturen gut managen und die Effizienz der Umwandlung in nutzbare Kraftstoffe wie Biodiesel verbessern.

Wasserstoff, Ammoniak und Methanol

Meerwasser könnte auch eine Rohstoffquelle für die Wasserstoffproduktion sein, insbesondere durch Elektrolyse. Im Allgemeinen kann die Wasserstoffproduktion aus Meerwasser problematisch sein, da Salz die Elektrokatalysatoren beschädigen kann. Idealerweise muss das Meerwasser daher zunächst durch Entsalzung in Süßwasser umgewandelt werden.

Die Prozesse der Energieproduktion, Entsalzung und Elektrokatalyse könnten, wie wir kürzlich diskutiert haben, zu einem Design kombiniert werden, das Solarpanel, Entsalzung durch Verdampfung und lokale Wasserstoffproduktion vereint.

Quelle: Energy & Environmental Science

Der produzierte Wasserstoff könnte dann in Ammoniak oder Methanol umgewandelt werden, um die Speicherung und den Transport des grünen Kraftstoffs zu erleichtern.

Herstellung von Wasserstoff und grünen Kraftstoffen aus Meerwasser

Entsalzung mit Solar: Grünere Süßwasserlösungen

Neben der direkten Energieerzeugung aus dem Ozean könnten die Meere auch dazu beitragen, Aktivitäten zu ersetzen, die derzeit massive Energieverbraucher sind, was zu geringeren Emissionen führt.

Die erste ist die bereits erwähnte Entsalzung, die für viele Länder zu einer entscheidenden Süßwasserquelle wird. Verbesserte Entsalzungsmethoden, die direktes Sonnenlicht auf das Meer nutzen könnten den Energiebedarf für die Süßwasserproduktion senken.

Meerwasser‑Kühlsysteme: Effiziente Küstenklimaanlagen

Dieses Konzept ähnelt der Ocean Thermal Energy Conversion (OTEC), da es die deutlich kühlere Temperatur des Tiefenwassers nutzt. Es kann jedoch viel effizienter sein, da es keine Umwandlung in Strom erfordert, sondern das kalte Wasser einfach als Kühlmittel in Klimaanlagen verwendet.

Quelle: Solar Impulse

Dieses System kann etwa 42 % Energie im Vergleich zu einem herkömmlichen Klimasystem einsparen (2,6 km Rohrleitungen ins Meer, um ein 930 m tiefes Gebiet zu erreichen).

Zu den Vorzeige‑Experimenten gehören ENGIE’s 20 MW‑Projekt Thassalia und das 21 MW‑Projekt Massileo von EDF.

Die Grenze dieses Systems besteht darin, dass es an ein bereits bestehendes, zentrales Klimasystem angeschlossen sein muss. Außerdem muss das Küstengebiet einen ausreichend steilen Meeresboden aufweisen, damit die erforderliche Tiefe mit einer ausreichend kurzen Rohrleitung erreicht werden kann.

Unterwasser-Energiespeicherung: Pumpspeicher und Schwerkraftbatterien

Tiefsee‑Pumpspeicherkraftwerk

Eine weitere Möglichkeit, das Meer für Energie zu nutzen, besteht darin, es wie eine Batterie zu verwenden.

Die erste Methode dafür ist die Tiefsee‑Pumpspeicherkraftwerk. Es ist ein ähnliches System wie das Pumpspeicherkraftwerk, das Dämme und Berge nutzt, jedoch die Ozeantiefe ausnutzt.

Quelle: Department of Energy

Dies könnte ein Hauptproblem von Pumpspeicherkraftwerken lösen, nämlich den Mangel an verfügbaren Standorten ausreichender Größe, um die Technologie zu skalieren. Das ist ein unglückliches Problem, da die Wasserspeicherung eine bewährte und skalierbare Technologie ist, die Energie wochen- oder monatelang mit geringen Verlusten speichern kann und eine bemerkenswerte Speichereffizienz von 70‑80 % aufweist.

Ein Pilotprojekt untersucht diese Idee: StEnSea, oder „Stored Energy in the Sea“.

Eine Reihe hohler Betonsphären auf dem Meeresgrund in Tiefen von 600 bis 800 Metern, wo der Druck bereits erheblich ist.

Quelle: Clean Technica

Wenn die Stromnachfrage gering ist, werden diese Sphären mit elektrischen Pumpen vom Wasser entleert, wodurch der überschüssige Strom gespeichert wird. Steigt die Nachfrage, werden sie wieder gefüllt, wobei der Druck die Energie liefert.

Quelle: Fraunhofer Institute

Diese Systeme könnten zusammen mit Offshore‑Windparks eingesetzt werden, wodurch sie die intermittierende Windenergie puffern können, während sie dasselbe Stromkabel zur Rückübertragung der Energie an Land nutzen.

Die techno‑ökonomische Bewertung zeigt, dass das StEnSea‑System kosten­wettbewerbsfähig gegenüber herkömmlichen Pumpspeicher‑Energiespeichern (PHES) ist.

Ein weiterer Vorteil ist die modulare Anordnung, die durch die Kombination mehrerer StEnSea‑Einheiten zu einer Anlage erreicht wird. Dies erhöht die Flexibilität der Anlage und damit das Spektrum möglicher Anwendungen.

Ozean‑Schwerkraftbatterien: Energie mit Tiefe speichern

Eine ähnliche Idee zur Nutzung der Ozeantiefe besteht darin, Offshore‑Schwerkraftbatterien zu bauen. Schwerkraftbatterien sind ein Konzept, das wir in „Non‑Chemical Alternatives To Batteries For The Energy Transition“ diskutiert haben: ultra‑schwere Objekte wie Fels, Betonblöcke oder Eisenerz‑Aggregate werden gehoben und gesenkt, um Strom zu speichern oder zu erzeugen.

Die Schlüsselkomponenten von Schwerkraftbatterien sind ebenfalls recht einfach und bereits in Massenproduktion erhältlich: Anker, Metallkabel, Generatoren und Elektromotoren. Schwerkraftbatterien haben eine Speichereffizienz von 80‑85 % und können bis zu 50 Jahre halten, ohne seltene Materialien oder Metalle zu verwenden. Die Stromerzeugung kann zudem sehr flexibel, reaktiv und langlebig sein.

Die Einschränkung der „soliden Energiespeicherung“ mit Schwerkraft besteht darin, dass die in nur wenigen Dutzend oder Hundert Metern gespeicherte Energie nicht sehr groß ist. Daher benötigt man idealerweise viel davon und, wenn möglich, einen Minenschacht oder eine Klippe.

Eine schwimmende Plattform könnte über einem Gebiet mit tiefem Meeresboden stehen und ein Gewicht über mehrere tausend Meter absenken oder heben. Dieses Konzept heißt Deep Ocean Gravitational Energy Storage (DOGES). Ein Unternehmen, das an diesem Konzept arbeitet, ist das französische Startup Sink Float Solutions.

„Derzeit können Offshore‑Krane mit der größten Tragfähigkeit Massen von 4000 Tonnen heben, was bei einer vertikalen Geschwindigkeit von 20 km/h einer Leistung von 200 MW entspricht. Mehrere Winden am selben Standort können parallel eingesetzt werden.“

Ein Vorteil dieser Methode besteht darin, dass die dem Meerwasser ausgesetzten Teile sehr einfach sein können, lediglich Metallkabel und Stein/Beton, während die empfindlichen elektrischen und elektronischen Komponenten weit über dem Meeresspiegel auf der schwimmenden Plattform verbleiben.

Abschließende Gedanken: Die Wende zu sauberer Energie

Die Meere und Ozeane der Erde sind möglicherweise die größten ungenutzten Energieressourcen, von Offshore‑Wind bis zur Nutzung des thermischen Gradienten in tiefem Wasser, Gezeiten und Wellen. Die gleichen Eigenschaften von Meerwasser könnten auch für Entsalzung oder Kühlung genutzt werden.

Das Sonnenlicht, das auf das Meer trifft, könnte ebenfalls für die Produktion von Wasserstoff oder Biokraftstoffen genutzt werden, um schwer zu elektrifizierende Sektoren zu dekarbonisieren.

Die Ozeane könnten auch eine Schlüsselquelle für Ressourcen oder zukünftige Energieproduktion sein, zum Beispiel durch Uranreinigung aus Meerwasser und tiefe Offshore‑Geothermie.

Schließlich könnten sie eine leistungsstarke und skalierbare Option für die Energiespeicherung darstellen, insbesondere mit Schwerkraftbatterien und Tiefsee‑Pumpspeicherkraftwerken.

Allerdings müssen all diese Möglichkeiten unter Berücksichtigung der sehr realen Schwierigkeiten, die durch Salzkorrosion, Salzablagerungen, Biofouling und heftige Stürme & Hurrikane entstehen, bewertet werden.

Paradoxerweise werden Lösungen für diese Probleme wahrscheinlich stark von der langjährigen Erfahrung der Öl‑&‑Gas‑Industrie beim Bau von Offshore‑Plattformen und der Wartung komplexer und empfindlicher Maschinen auf See profitieren.