Schwimmende Kraftwerke
Ganze 13 Meter hoch und nur ein paar Kilowatt stark – es ist ein mickriges Windrad, das seine Flügel dort vor der norwegischen Küste dreht. Doch die Technik, die das norwegische Startup Sway im Meer vor Bergen testet, ist revolutionär: Die Turbine hat kein Fundament – sie schwimmt. Sie kann daher auch in tiefen Gewässern, weit vor der Küste, vor Anker gehen. Windkraft auf offenem Meer – mehrere europäische Unternehmen arbeiten an dieser Idee. Und das ist nicht die einzige Energieerzeugungstechnik, die das Wasser erobert. In Italien und Indien entstehen schwimmende Fotovoltaikanlagen. Sogar Wellenkraftwerke, die wie Bojen auf dem Wasser treiben, sind in Arbeit.
Damit werden völlig neue Flächen jenseits des Festlands für die Stromerzeugung erschlossen. In Gebieten mit bis zu 200 Meter Wassertiefe wäre allein in Europa genug Platz, um mit Windturbinen 8000 Terawattstunden Strom zu produzieren, hat Jochen Bard berechnet, Meeresenergieexperte vom Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik in Kassel. Das wäre mehr als doppelt so viel, wie alle EU-Bürger 2010 verbrauchten. Unterwasserstromkabel, die die Energie Hunderte Kilometer ans Land transportieren, sind heute schon in Offshore-Windparks erprobt.
Technisch funktionieren schwimmende Windräder wie eine Boje: Die Luft im Innern des Trägermastes sorgt für Auftrieb, und der Ballast am unteren Ende hält das Windrad aufrecht. Mehrere Anker am Meeresgrund wiederum sorgen dafür, dass es nicht wegschwimmt. Damit die Technik einen tatsächlichen Beitrag zur Stromerzeugung leisten kann, muss die Konstruktion so stabil werden, dass sie auch 20 Meter hohen Riesenwellen trotzen kann.
Solarzellen gehören in der Stadt von Morgen zu den wichtigsten Technologien bei der Energiegewinnung. Die Integration in die Gebäudehüllen spart Material und verbilligt den Sonnenstrom.
Illustration: Javier Martinez Zarracina
Strom erzeugende Straßen gehören zu der Vision des amerikanischen Startup Solar Roadways. Die Oberfläche besteht aus einem extrem harten Glas, darunter befinden sich Solarzellen.
Im US-Bundesstaat Idaho wurde so der erste Strom erzeugende Parkplatz aus Solarmodulen gebaut.
Illustration: Javier Martinez Zarracina
Durch transparente Farbstoffsolarzellen können zusätzlich Fassadenflächen zur Energiegewinnung genutzt werden. Das australische Solarunternehmen Dyesol und der US-Glashersteller Pilkington wollen bereits in wenigen Jahren damit beginnen, Glas mit Solarzellen aus Farbstoffen zu bedrucken.
Illustration: Javier Martinez Zarracina
Einzelne Haushalte können sich zukünftig durch Kleinwindräder, die sich leicht auf Hausdächern und an Balkonbrüstungen montieren lassen, mit Strom versorgen.
Der Branchenverband RenewableUK rechnet damit, dass in England bis 2020 Kleinwindräder mit einer Gesamtleistung von 1,3 Gigawatt installiert sein werden - so viel wie ein großes Atomkraftwerk derzeit produziert.
Illustration: Javier Martinez Zarracina
Elektroautos könnten in den zukünftigen Megacities direkt am Parkplatz aufgeladen werden - durch Windenergie. Sanya Skypump heissen diese Windturbinen, die vom New Yorker Kleinwindanlagen-Startup Urban Green Energy entwickelt wurden.
Illustration: Javier Martinez Zarracina
Selbst Biomasse lässt sich in den Städten zur Energiegewinnung nutzen. Durch Fermentierungsanlagen wird aus dem angefallenen Müll Biogas erzeugt - womit sich wiederum gasbetriebene Fahrzeuge antreiben lassen. Zudem...
Illustration: Javier Martinez Zarracina
...lässt sich das gewonnene Biogas problemlos in das Gasleistungsnetz mischen. So können auch hocheffiziente Blockheizkraftwerke betrieben werden, die dann in den Kellern von Gebäuden Wärme und Strom erzeugen.
Illustration: Javier Martinez Zarracina
Selbst Algen lassen sich in der Megacity zur Treibstoffgewinnung nutzen. In speziellen Tanks, die auf Dächern oder Grünflächen montiert werden könnten, werden Miniorganismen gezüchtet, die dann mit chemischen Methoden in Öl oder Gas umgewandelt werden. Wissenschaftler der Uni Bielefeld testen momentan eine Methode, bei der Algen aus Sonnenlicht und Wasser Wasserstoff produzieren. So kann umweltfreundlicher Treibstoff gewonnen werden, mit dem...
Illustration: Javier Martinez Zarracina
...Brennstoffzellenautos angetrieben werden können, die in der Megacity von Morgen zum normalen Stadtbild gehören. Luftverschmutzung und Smog könnte so entgegengewirkt werden.
Illustration: Javier Martinez Zarracina
Auch die Wasserkraft soll in die urbanen Zentren zurückkehren - durch schwimmende Bojen, die mithilfe der Flussströmung Strom erzeugen. Das österreichische Startup Aqua Libre hat solche Strom-Bojen entwickelt - 2013 sollen sie in Serienfertigung gehen.
Illustration: Javier Martinez Zarracina
Solarzellen gehören in der Stadt von Morgen zu den wichtigsten Technologien bei der Energiegewinnung. Die Integration in die Gebäudehüllen spart Material und verbilligt den Sonnenstrom.
Illustration: Javier Martinez Zarracina
Kraftwerks-Bojen und schwimmende Solarmodule
Das US-Startup Ocean Power Technologies will unterdessen die Wellen selbst zur Stromerzeugung nutzen – mithilfe haushoher Bojen, die das Auf und Ab der Meeresoberfläche mithilfe eines Generators in Elektrizität umwandeln. Das maritime Kraftwerk ist für Gebiete mit bis zu 50 Meter Wassertiefe konstruiert. Ein Prototyp, der vor der Küste Schottlands schwimmt, leistet immerhin bis zu 150 Kilowatt. Meeresparks aus Hunderten von Anlagen könnten eines Tages kleine Kohlekraftwerke ersetzen, hoffen die Erfinder.
Sie könnten dann ganze Städte mit Strom versorgen. Die Stromerzeugungskosten sollen mit 15 US-Cent pro Kilowattstunde unter den Kosten heutiger Offshore-Windkraftwerke liegen.
Eine andere Technik testet das Forschungsinstitut Scienza Industria Tecnologia im italienischen Navacchio auf einem kleinen See in der Toskana: Dutzende Solarmodule sind auf einem Ponton montiert, alle im schrägen Winkel dem Himmel zugeneigt. Das schwimmende Kraftwerk dreht sich nach der Sonne und wird durch Wassersprinkler gekühlt. Beides soll die Stromausbeute gegenüber Solarkraftwerken auf dem Land um zwei Drittel erhöhen.
Staudammbetreiber könnten ihre Seen mit solchen Fotovoltaikanlagen bedecken – und damit den Gesamtstromertrag ihrer Kraftwerke mindestens verdoppeln. Scheint die Sonne, fließt Sonnenstrom ins Netz, abends springen die Wasserturbinen an.
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