Pelamis an der Schwelle zur Kommerzialisierung?

Eines der aussichtsreichsten Wellenenergiekraftwerks-Konzepte wird vor der portugiesischen Küste installiert

Portugal will laut Regierung bis zum Jahr 2010 in der Lage sein, 45% des landesweiten Bedarfs an elektrischer Energie aus erneuerbaren Energien zu bestreiten; zurzeit wird der Bedarf zu 80% durch das Verfeuern von importierten fossilen Energieträgern gedeckt. Neben Wind, Biomasse, Sonnenenergie und dem Bau neuer Wasserkraftwerke wird momentan verstärkt die Nutzung der Energie der Wellen des Atlantiks in Betracht gezogen. An der portugiesischen Atlantikküste finden sich nicht nur aufgrund eines durchschnittlichen Leistungspotentials von 40 Kilowatt pro Meter Wellenkamm gute Voraussetzungen für die Nutzung der Energie der Meereswellen. Mit Pelamis schickt sich nun eine schottische Entwicklung an, ans Netz zu gehen.

Pelamis wurde am Europe Marine Energy Centre (EMEC) auf den Orkneyinseln erprobt. Anlagen, die den vor den Orkneys anzutreffenden Bedingungen standhalten, werden als aussichtsreiche Kandidaten auch für andere marine Gegenden der Welt angesehen. Bild: aquatera

In Europa gibt es seit längerem eine wachsende Schar von Interessenten für die Nutzung der Energie der Meereswellen. Verschiedene Projekte beschäftigten sich bereits seit mehreren Jahrzehnten mit ganz unterschiedlichen Wellenenergiekraftwerkstypen. Doch noch hat sich keine dieser Konstruktionen dauerhaft etablieren können oder wurde gar in die kommerzielle Nutzung überführt. Schätzungen gehen davon aus, dass sich die Wellenenergie ungefähr bei einem der Windenergie vergleichbaren Kilowattstunden-Preis einpegeln könnte.

Das Interesse an der Nutzung der Wellenenergie unterlag in den letzten 30 Jahren einem zyklischen Auf und Ab aus Enthusiasmus und Enttäuschung. Bei verschiedenen Typen von Wellenkraftwerken wurden Konstruktionsschwächen vor allem durch die große Zerstörungskraft extremer Wellen offenbar. Zusätzlich auftretende Schwierigkeiten bei der Energieerzeugung während geringem Wellengang haben den flächendeckenden Einsatz dieser Anlagen bisher ausbleiben lassen - ebenso die mit dem Ölpreis schwankenden Energie- Visionen von politischen Entscheidungsträgern.

Pelamis besteht aus einer 142 Meter langen, in vier Hohlzylinder unterteilten Stahlröhre, mit einem Durchmesser von jeweils dreieinhalb Metern. Die Zylinder selbst sind durch Scharniergelenke flexibel miteinander verbunden. Bild: OPD

Die Anlage reagiert auf moderate vertikale Auslenkungen des Wellengangs mit einer schlangenartigen horizontalen Ausweichbewegung (daher auch die Benennung nach einer Gattung von Seeschlangen). Sie ist mit Trossen am Meeresgrund so verankert, so dass sie sich stets quer zum Wellenkamm ausrichtet; das Vertäuungssystem wurde bereits patentiert. Ein Hauptaugenmerk der Konstruktion: Pelamis soll schwerstem Seegang - also großen vertikalen Auslenkungen - nicht folgen und durch potentiell gefährliche Wellen hindurchtauchen. Bisher galt die mangelnde Widerstandsfähigkeit gegenüber "Monsterwellen" als ökonomisches Haupthindernis bei der Nutzung der Wellenenergie. Der optimale Abstand zum Meeresgrund wird mit 50 Metern angegeben, bei Wellenhöhen zwischen drei und sechs Metern.

Studien für das Nordostatlantik-Gebiet beziffern die Ressource "Wellenleistung" mit 290 GW. Für die Küste Portugals geht das Wave Energy Centre von 15 GW aus, für die portugiesischen Inseln wird der Wert mit ca. 6 GW beziffert.

Pelamis-Wellenenergiekonverter auf dem Trockendock von Peniche. Bild: OPD

Doch Portugal wirft noch weitere Vorteile in die Wagschale: Das Land hat eine mehr als 25-jährige Tradition in der Erforschung und im Test von Konzepten von Wellenenergiewandlersystemen, eine für notwendige Arbeiten gut ausgebaute Infrastruktur wie Häfen und Werften, küstennahe Stromnetze sowie ein Energieeinspeisegesetz, das Investoren eine gewisse Sicherheit verspricht: der Einspeisetarif für Strom aus Wellenenergie liegt zwischen 14,5 und 28 Cent/kWh. Das 2003 gegründete Wave Energy Centre hat sich der Entwicklung und Förderung der Nutzung der Energie der Meereswellen durch technische und strategische Unterstützung von beteiligten Unternehmen und Forschungseinrichtungen verschrieben. An Kooperationen interessierte ausländische Unternehmen und Institutionen finden hier eine kompetente Anlaufstelle.

Anordnung der Pelamis-Wellenenergiekonverter in einer Wellenfarm. Bild: OPD

Das Gefahrenpotential für die maritime Umwelt wird als gering eingeschätzt. Die 250 Liter Hydrauliköl eines jeden Segments bestehen aus einem Mineralölersatz, der langfristig durch eine Wasser-Glykol-Mischung ausgetauscht werden soll. Durch entsprechende Markierungen sowie Eintragungen in Seekarten soll die Kollisionsgefahr mit Seefahrzeugen gering gehalten werden. Die Farmen sollen fünf Kilometer vor der Küste installiert werden - 20 MW pro parallelem Kilometer Küste. Dabei sollen einzelne Farmen eine Ausdehnung von über fünf Kilometer parallel zur Küste nicht übersteigen; zwischen ihnen soll jeweils eine Lücke von einem Kilometer zur Gewährleistung der Navigation offen gehalten werden.

Bei Aguçadoura, in der Nähe von Póvoa de Varzim, 30 Kilometer nördlich von Porto im Nordwesten Portugals, soll mit Okeanós nun die weltweit erste "Wellenfarm" entstehen. Im April werden die ersten drei Pelamis-Aggregate von Peniche, wo sie momentan zusammengebaut werden, nach Aguçadoura verbracht und dort installiert; dieser Pilot-Versuch soll 2.25 MW liefern und 1500 Haushalte versorgen können.

Der erste 375 kW-Prototyp war eigentlich für 2001 vorgesehen, die Installation der ersten kommerziellen Anlage für 2002. Doch die Entwickler bei OPD mussten erkennen, dass dieser Zeitplan zu ehrgeizig war, wollte man nicht die Fehler der Vergangenheit wiederholen, in der immer wieder Wellenenergie-Projekte Opfer eines zu forschen Zeitplans wurden. Das Unternehmen erfuhr zusätzliche Verzögerungen in Portugal, da sich unter anderem fünf verschiedene Ministerien (Landwirtschafts- und Fischerei-, Verteidigungs-, Bau-, Wirtschafts- sowie das Umweltministerium) die Zuständigkeit teilen.

In die Wellenfarm von Aguçadoura wurden 8.5 Millionen Euro investiert - dabei entfallen 70% auf Enersis, ein portugiesisches Unternehmen aus der Branche der regenerativen Energie, und 30% auf den schottischen Technologiepartner Ocean Power Delivery (OPD). Zuschüsse in Höhe von 1.25 Millionen Euro kamen von der staatlichen Innovations-Agentur, deren DemTec-Programm auch andere Pilotprojekte wie die OWC-Wellenenergiekraftwerke Pico/Azoren und Porto unterstützt. DemTec-Geld floss zuvor bereits in die erfolgreiche Demonstration einer AWS-Anlage (Archimedes Wave Swing) im Jahre 2004 vor Póvoa de Varzim.

Die Bewegung der Scharniergelenke wird über eine Hydraulik aufgenommen. Bild: OPD

Kolbenpumpen innerhalb der Hohlzylinder pressen Öl mit bis zu 350 bar durch das Hydrauliksystem. Ausgleichsgefäße sollen auftretende Druckschwankungen abfangen und glätten. Die Hydraulik-Akkumulatoren ermöglichen ein gleichmäßiges Pumpen der Flüssigkeit durch die Hydraulikmotoren, die Generatoren antreiben und so elektrischen Strom erzeugen. Pelamis soll bis zu 80 Prozent der aufgenommenen Wellenenergie in elektrische Energie umwandeln und mit seinen Generatoren 750 Kilowatt erzeugen können, die über eine einzelne Ableitung in ein Unterseekabel eingespeist werden. Der Anschluss per Unterseekabel an das Stromnetz des Landes ist teuer. Der Beschaffenheit des Meeresbodens kommt dabei eine besondere Bedeutung zu: sandige Meeresböden sind ein Standortvorteil.

Bei einem Erfolg verspricht das Wirtschaftsministerium einen schnellen Ausbau der Technologie. Doch noch sind die Kosten, verglichen mit der Nutzung anderer Energieformen, hoch: sie liegen dreieinhalbmal höher als bei Windenergie und fast viermal höher als bei Wärmeenergie.

Weitere Wellenfarmen an anderen Küstenabschnitten wurden in Aussicht gestellt. Bei Enersis selbst träumt man von weiteren 21 Wellenfarmen entlang der portugiesischen Küste, mit einem geschätzten Gesamtinvestitionsvolumen von 1.3 Milliarden Euro.

Bei Aguçadoura selbst sollen in unmittelbarer Folge rund 30 dieser Geräte im Meer installiert werden (Aguçadoura II, Investitionssumme 70 Millionen Euro). Dann sollen auch fast 90% der benötigten Komponenten in Portugal gefertigt werden; die Endmontage soll in der Werft von Peniche erfolgen. Mit einer Etablierung der Technologie könnten auch in Schottland weitere Arbeitsplätze entstehen: OPD gab erst mit der Auftragsvergabe zum Bau von Pelamis-Segmenten an Camcal, den Betreiber der gebeutelten Werft im Hafen von Stornoway auf der Äußeren Hebriden-Insel Lewis, Anlass zu Hoffnung - in der schottischen Heimat von Pelamis.

Kommentare lesen (17 Beiträge)
Anzeige