Tofte, ein Dorf am Oslofjord in Norwegen. In einer noch neuen Halle in einem schmucklosen Industriegebiet dröhnen die Pumpen. Wasser rauscht durch Leitungen, weiter hinten dreht eine kleine Turbine – wie eine Waschmaschine im Schleudergang, nur deutlich schneller.
"Das ist der weltweit erste Prototyp für ein Osmosekraftwerk. Seine Leistung reicht im Moment gerade mal, um eine Kanne Tee zu kochen. Viel Energie können wir mit unserem Prototypen also noch nicht erzeugen."
Dennoch setzt Simen Braein vom norwegischen Energieversorger Statkraft große Hoffnung auf die Osmose. Das Prinzip: Ein Rohr leitet salziges Meerwasser in die Anlage. Durch ein zweites Rohr kommt Süßwasser aus einem Fluss. Beides wird in ein Modul geleitet. Im Modul werden Salz- und Süßwasser allerdings nicht miteinander gemischt, sondern eine spezielle Membran hält sie getrennt. Das Entscheidende: Die Membran ist halbdurchlässig. Sie lässt nur Wassermoleküle passieren, nicht aber das gelöste Salz. Um nun den unterschiedlichen Salzgehalt auf beiden Seiten auszugleichen, drängt das Süßwasser mit aller Macht durch die Membran – und steigert dadurch den Druck auf der Meerwasser-Seite.
Mit diesem Wasserdruck lässt sich dann eine Stromturbine antreiben. Um den Konzentrationsunterschied aufrecht zu erhalten, muss doppelt so viel Salz- wie Süßwasser durch die Anlage gepumpt werden. Könnte man ein Osmosekraftwerk in großem Maßstab bauen, hätte es einen gewichtigen Vorteil, sagt Simen Braein:
"Ein Osmosekraftwerk ist ein Grundlast-Kraftwerk. Es kann den ganzen Tag über zuverlässig Strom liefern, wogegen Windräder und Solarzellen vom Wetter abhängen. Außerdem können Osmosekraftwerke dicht am Verbraucher gebaut werden. Denn wo Flüsse ins Meer fließen, sind oft auch große Städte."
Der Prototyp in Tofte läuft seit Ende 2009. Bislang seien die Erfahrungen ganz ordentlich, sagt Braein. Aber:
"Die Schlüsselkomponente ist die Membran, die Süß- und Salzwasser trennt. Diese Membran ist noch zu teuer und zu ineffizient. Deshalb versuchen wir, die Industrie zu ermutigen, bessere Membranen zu entwickeln und ihre Entwicklung deutlich zu beschleunigen."
In Zahlen: Bislang leistet ein Quadratmeter Membran gerade mal ein Watt. Um die Osmose konkurrenzfähig zu machen, müssten es fünf Watt sein. Der Prototyp in Tofte hat eine Membran-Fläche von 2000 Quadratmetern, wobei die Membranen platzsparend in Druckzylindern aufgerollt sind. Ein richtiges Kraftwerk würde mehrere Quadratkilometer an Membranfläche brauchen und die Größe eines Fußballplatzes haben. Mit seiner Leistung von 20 Megawatt könnte es eine 30.000-Einwohner-Stadt mit Strom versorgen. Und wie groß ist das Potenzial der Osmose, welchen Anteil an unserer Stromversorgung könnte sie eines Tages haben? Eine Frage, bei der sich die Experten nicht ganz einig sind.
"Das Potenzial ist ziemlich groß. Weltweit gehen wir von 1600 Terawattstunden pro Jahr aus. In Europa dürften es immerhin 180 Terawattstunden sein."
1600 Terawattstunden – das ist immerhin die Hälfte des Stromverbrauchs der EU, auf das Statkraft das Potenzial von Osmosekraftwerken schätzt. Peter Stenzel dagegen vom Zentrum für innovative Energiesysteme in Düsseldorf kommt zu deutlich niedrigeren Zahlen. Denn bei seinen Abschätzungen nimmt er die Ökologie mit ins Kalkül.
"Das ökologische Potenzial berücksichtigt diejenige Wassermenge, die ich aus einem Fluss entnehmen kann, ohne dass wesentliche ökologische Nachteile zu erwarten sind. Was natürlich nicht passieren darf ist, dass der Fluss komplett trocken fällt. Man kann davon ausgehen, dass ungefähr zehn Prozent des Abflusses für ein Osmosekraftwerk zur Verfügung stehen."
Und dann blieben statt der 1600 wohl nur gut 500 TWh als weltweites Potenzial übrig.
"Hört sich erstmal nicht viel an. Aber trotzdem – immerhin etwas. Und wenn man dann einen weltweiten Energiemix aus erneuerbaren Energien betrachtet, können sicher auch Osmosekraftwerke eine Rolle spielen."
Durchaus möglich also, dass der Prototyp in Norwegen den Startpunkt markiert für eine neue Energiequelle, die zwar nicht das Weltklima retten, aber einen kleinen Beitrag für eine klimaschonende Stromversorgung leisten könnte.
"Das ist der weltweit erste Prototyp für ein Osmosekraftwerk. Seine Leistung reicht im Moment gerade mal, um eine Kanne Tee zu kochen. Viel Energie können wir mit unserem Prototypen also noch nicht erzeugen."
Dennoch setzt Simen Braein vom norwegischen Energieversorger Statkraft große Hoffnung auf die Osmose. Das Prinzip: Ein Rohr leitet salziges Meerwasser in die Anlage. Durch ein zweites Rohr kommt Süßwasser aus einem Fluss. Beides wird in ein Modul geleitet. Im Modul werden Salz- und Süßwasser allerdings nicht miteinander gemischt, sondern eine spezielle Membran hält sie getrennt. Das Entscheidende: Die Membran ist halbdurchlässig. Sie lässt nur Wassermoleküle passieren, nicht aber das gelöste Salz. Um nun den unterschiedlichen Salzgehalt auf beiden Seiten auszugleichen, drängt das Süßwasser mit aller Macht durch die Membran – und steigert dadurch den Druck auf der Meerwasser-Seite.
Mit diesem Wasserdruck lässt sich dann eine Stromturbine antreiben. Um den Konzentrationsunterschied aufrecht zu erhalten, muss doppelt so viel Salz- wie Süßwasser durch die Anlage gepumpt werden. Könnte man ein Osmosekraftwerk in großem Maßstab bauen, hätte es einen gewichtigen Vorteil, sagt Simen Braein:
"Ein Osmosekraftwerk ist ein Grundlast-Kraftwerk. Es kann den ganzen Tag über zuverlässig Strom liefern, wogegen Windräder und Solarzellen vom Wetter abhängen. Außerdem können Osmosekraftwerke dicht am Verbraucher gebaut werden. Denn wo Flüsse ins Meer fließen, sind oft auch große Städte."
Der Prototyp in Tofte läuft seit Ende 2009. Bislang seien die Erfahrungen ganz ordentlich, sagt Braein. Aber:
"Die Schlüsselkomponente ist die Membran, die Süß- und Salzwasser trennt. Diese Membran ist noch zu teuer und zu ineffizient. Deshalb versuchen wir, die Industrie zu ermutigen, bessere Membranen zu entwickeln und ihre Entwicklung deutlich zu beschleunigen."
In Zahlen: Bislang leistet ein Quadratmeter Membran gerade mal ein Watt. Um die Osmose konkurrenzfähig zu machen, müssten es fünf Watt sein. Der Prototyp in Tofte hat eine Membran-Fläche von 2000 Quadratmetern, wobei die Membranen platzsparend in Druckzylindern aufgerollt sind. Ein richtiges Kraftwerk würde mehrere Quadratkilometer an Membranfläche brauchen und die Größe eines Fußballplatzes haben. Mit seiner Leistung von 20 Megawatt könnte es eine 30.000-Einwohner-Stadt mit Strom versorgen. Und wie groß ist das Potenzial der Osmose, welchen Anteil an unserer Stromversorgung könnte sie eines Tages haben? Eine Frage, bei der sich die Experten nicht ganz einig sind.
"Das Potenzial ist ziemlich groß. Weltweit gehen wir von 1600 Terawattstunden pro Jahr aus. In Europa dürften es immerhin 180 Terawattstunden sein."
1600 Terawattstunden – das ist immerhin die Hälfte des Stromverbrauchs der EU, auf das Statkraft das Potenzial von Osmosekraftwerken schätzt. Peter Stenzel dagegen vom Zentrum für innovative Energiesysteme in Düsseldorf kommt zu deutlich niedrigeren Zahlen. Denn bei seinen Abschätzungen nimmt er die Ökologie mit ins Kalkül.
"Das ökologische Potenzial berücksichtigt diejenige Wassermenge, die ich aus einem Fluss entnehmen kann, ohne dass wesentliche ökologische Nachteile zu erwarten sind. Was natürlich nicht passieren darf ist, dass der Fluss komplett trocken fällt. Man kann davon ausgehen, dass ungefähr zehn Prozent des Abflusses für ein Osmosekraftwerk zur Verfügung stehen."
Und dann blieben statt der 1600 wohl nur gut 500 TWh als weltweites Potenzial übrig.
"Hört sich erstmal nicht viel an. Aber trotzdem – immerhin etwas. Und wenn man dann einen weltweiten Energiemix aus erneuerbaren Energien betrachtet, können sicher auch Osmosekraftwerke eine Rolle spielen."
Durchaus möglich also, dass der Prototyp in Norwegen den Startpunkt markiert für eine neue Energiequelle, die zwar nicht das Weltklima retten, aber einen kleinen Beitrag für eine klimaschonende Stromversorgung leisten könnte.