Strom durch Wellenkraft "ist nicht für die große Masse"

71 Prozent der Erdoberfläche ist von Ozeanen bedeckt. Ein kleiner Teil dieser Fläche wird bereits verwendet, um erneuerbare Energie zu erzeugen.

Es gibt schwimmende Solaranlagen, die etwa in Küstennähe Inseln oder Orte am Festland mit Strom versorgen. Und auch schwimmende Windfarmen werden entwickelt, die, im Gegensatz zu herkömmlichen Offshore-Windrädern, selbst in sehr tiefen Gewässern platziert werden können. Eine andere Energiequelle auf dem Meer ist allerdings so gut wie unberührt: Wellen.

➤ Mehr lesen: Schwimmende Solarzellen trotzen 8 Meter hohen Wellen im Meer

Viele verschiedene Varianten

Anders als Strömungskraftwerke, die den wechselnden Wasserpegelstand zwischen Ebbe und Flut nutzen, um Strom zu erzeugen, wandeln Wellenkraftwerke die Bewegung von Oberflächenwellen in elektrische Energie um. Dazu gibt es mehrere Möglichkeiten. “Es gibt über 1.000 verschiedene Varianten und mehrere Technologieformen”, sagt Christian Keindorf, Professor für Erneuerbare Offshore Energien an der FH Kiel. 

Manche Wellenkraftwerke haben mit Luft gefüllte Kammern, in denen die Luft komprimiert wird, sobald eine Welle kommt. Die komprimierte Luft strömt durch eine Turbine und erzeugt so Strom.

Andere Technologien nutzen gigantische Bojen, die am Meeresgrund befestigt sind. Durch die Auf- und Abwärtsbewegung der Schwimmkörper wird wiederum ein Generator angetrieben.

Was alle Technologien gemeinsam haben, ist, dass sie noch nicht kommerziell eingesetzt werden. “Wellenkraftwerke sind noch äußerst exotisch, eine Serienfertigung für einen Anlagentyp ist mir bislang nicht bekannt”, sagt Keindorf.

Es werde seit Jahrzehnten daran geforscht, aber es gebe ein großes Problem: "So richtig testen kann man die Technologie erst auf hoher See. Dort hat man bei hohen Wellen einen besseren Energieertrag - auch wenn es Regionen an den Steilküsten des Nordatlantiks gibt, wo sich die Küstenwellen ebenso beachtlich aufstauen."

➤ Mehr lesen: Erste schwimmende Windfarm übertrifft die Erwartungen

Sturmsicherheit ist entscheidend

Auf dem offenen Meer facht allerdings der Wind die Wellen an. “Der Wind läuft der Welle voraus, lautet eine alte Seefahrerweisheit”, so Keindorf. Je stärker der Wind weht, desto höher sind auch die Wellen.

Allerdings können extrem hohe Wellen für die Offshore-Anlagen gefährlich werden. “Sturmsicherheit muss mitgedacht werden. Sie müssen robust und vor allem wartungsarm sein, weil jedes Mal, wenn man mit einem Schiff zur Wartung hinausfahren muss, kostet das Geld”, sagt Keindorf. 

➤ Mehr lesen: Dieses Kraftwerk erzeugt mit der Wärme des Ozeans unendlich Strom

Ganz ohne Wartung kommt so ein Kraftwerk - wie auch Windenergieanlagen auf hoher See -  allerdings nicht aus. “Das sind sich bewegende Maschinen. Auch ein Auto fährt ohne Öl- und Reifenwechsel keine 500.000 Kilometer am Stück”, sagt der Experte. 

Großes Energiepotenzial

Das Energiepotenzial von Wellen ist groß und steigt exponentiell mit der Wellenhöhe. Wie viel davon allerdings von Wellenkraftwerken geerntet werden kann, ist noch unklar.

Das Start-up Corpower Ocean konnte bei Tests mit ihren 19 Meter großen Bojenkraftwerken eine Spitzenleistung von etwa 600 Kilowatt erreichen. Im Regelbetrieb soll die Maximalleistung rund 850 Kilowatt betragen. “Corpower ist ein Wellenkraft-Unternehmen, dessen Technologie bereits weit fortgeschritten ist”, sagt Keindorf. Das Bojenkraftwerk hat 70 Kilometer vor der Küste Portugals bereits einige Stürme überstanden. 

Abgesehen davon steckt die Entwicklung von Wellenkraftwerken noch in den Kinderschuhen, so Keindorf: “Es gibt eine Lernkurve, aber die ist nicht kontinuierlich. Es gibt etwas Forschung hier, und ein Start-up da - aber vieles geht auf halber Strecke ein. Ich gönne es wirklich jedem, der da einen Durchbruch erreicht.” 

Kaum finanzielle Anreize

Keindorf spricht aus Erfahrung. An der FH Kiel arbeitet der Forscher selbst an einem Wellenkraftwerk, das ebenfalls durch die Auf- und Abbewegung eines Schwimmkörpers Strom erzeugen soll. 3,5 Jahre haben er und sein Team gebraucht, um den Prototyp namens "Aurelia WINO" zu bauen. Noch 2 weitere Jahre soll es dauern, bis dieser ausreichend in einer realen Umgebung getestet wurde.

Bis eine Anlage die Serienreife erreicht, vergehen nochmal Jahre. Zudem sei die Finanzierung solcher Anlagen äußerst schwierig. Finanzielle Anreize, etwa über eine Einspeisevergütung, gebe es in Deutschland leider nicht.

Wellenkraftwerke hätten laut Keindorf aber durchaus ihre Einsatzberechtigung. Seiner Meinung nach allerdings nicht, um wie Offshore-Windfarmen Energie im großen Stil zu produzieren, die in die Netze am Festland eingespeist werden kann.

Vielmehr könnten damit Inseln versorgt werden, die ihren Strom immer noch über Dieselgeneratoren beziehen und der Brennstoff aufwändig mit dem Schiff angeliefert werden muss. Oder Forschungs- und Messstationen mitten im Meer. Oder die Kraftwerke dienen als Ladestation für E-Schiffe, die stundenlang auf Standby an großen Windparks anliegen, während Servicetechniker die Anlagen warten. “Mobil autarke Tankstellen auf hoher See” nennt Keindorf diesen Anwendungsfall. 

"Nicht für die große Masse"

Die Anwendungsfälle ähneln jenen der Kleinwindkraft, wie sie etwa für die Stromversorgung von Mobilfunkmasten oder landwirtschaftlicher Betriebe in windreichen Gebieten eingesetzt werden. “Es ist nicht für die große Masse”, sagt der Ingenieur: “Und auch die Stromgestehungskosten für Wind- und Sonnenenergie holen wir niemals mehr ein.”

Aber das sei gar nicht nötig - es wäre schon ein Erfolg, wenn einzelne Endverbraucher direkt auf hoher See versorgt oder Dieselgeneratoren auf Inseln ersetzt werden können, um einen Beitrag für die Klimaneutralität zu leisten.