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Osmosekraftwerke erzeugen emissionsfrei Strom aus Salz- und Süßwasser-Austausch

Mittwoch 26. Mai 2010 von birdfish



Durch den Austausch von Salz- und Süßwasser in ihren Elementen liefern Osmosekraftwerke ständig elektrische Energie, ohne dabei Emissionen zu erzeugen.

Osmosekraftwerk
Erstes Osmosekraftwerk in Norwegen – Foto: Ruhr-Uni Bochum

Das funktioniert aber nur am richtigen Standort: Flussmündungen kommen in Frage – aber nicht jede. Dipl.-Ing. Peter Stenzel, Doktorand am Lehrstuhl Energiesysteme und Energiewirtschaft der RUB von Prof. Dr. Hermann-Josef Wagner, sucht nach Kriterien, um geeignete Standorte für Osmosekraftwerke zu identifizieren. Darüber berichtet RUBIN, das Wissenschaftsmagazin der Ruhr-Universität.

Osmotischer Druck treibt Turbinen an

Das Prinzip der Osmose ist einfach und kommt in der Natur überall vor: In eine Kirsche zum Beispiel, deren Inneres hochkonzentrierte Zuckerlösung enthält, strömt bei Regen Wasser ein, um das Konzentrationsgefälle auszugleichen. Da Wasser herein kann, aber nicht wieder heraus, platzt die Kirsche irgendwann – ihre Hülle ist semipermeabel. Semipermeable Membranen sind auch Herzstück von Osmosekraftwerken. An ihnen begegnen sich Süß- und Salzwasser. Da das Süßwasser auf die Salzwasserseite will, um das Konzentrationsgefälle zu verringern, entsteht an der Membran ein Druck von bis zu 26 bar. Dieser Druck kann eine Turbine antreiben und somit zur Stromerzeugung genutzt werden.

Die Suche nach geeigneten Orten

Das Prinzip funktioniert aber nur an geeigneten Orten, wo Salz- und Süßwasser in ausreichender Menge vorhanden sind, wie an Flussmündungen. Zwar fließen jährlich weltweit etwa 36.000 Kubikkilometer Süßwasser in die Meere, aber nur ein Bruchteil davon lässt sich zur Stromerzeugung nutzen. Abfluss, Salzgehalt und Temperaturverteilung in der Flussmündung spielen eine Rolle. Technische und wirtschaftliche Aspekte müssen in die Wahl des Standorts einbezogen werden. Peter Stenzel bezog erstmals ökologische Überlegungen ein: Der Fluss muss z.B. eine gewisse Wasserentnahme vertragen – ein Mindestpegel sollte nicht unterschritten werden, um Pflanzen und Tiere nicht zu gefährden. Auch der Mündungstyp und die Sauberkeit des Flusses sind von Bedeutung. Bestimmte Substanzen müssen durch Vorbehandlung entfernt werden, „auf den Membranen könnten sonst Muschelfarmen entstehen“, erklärt Peter Stenzel. Er analysierte Flussmündungen weltweit, um ihr Potenzial als Standort für Osmosekraftwerke zu ermitteln. Fazit: Für Deutschland sind die Möglichkeiten eher gering. Besser sieht es an den Mittelmeerküsten, in Skandinavien und Amerika aus. Norwegen verfügt über besonders gute Bedingungen. Hier eröffnete Kronprinzessin Mette-Marit im November 2009 das erste Osmosekraftwerk der Welt.

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