Auf dem Meeresgrund wimmelt es nur so von Toren zur Unterwelt. Und nicht anders als an der Erdoberfläche schießt aus ihnen Wasser. Allerdings ist es bis zu 400 Grad Celsius heiß und meist schwarz verfärbt. Das liegt an Mitbringseln aus dem Untergrund, vor allem Metallverbindungen. Schwarze Raucher heißen die Quellen in der Wissenschaftssprache.
Japanische Forscher (wir berichteten) und das US-Unternehmen Marshall Hydrothermal wollen diese Meer-Geysire nun als Energiequelle nutzen, wobei die Amerikaner schon konkrete Vorstellungen haben.
Leistung von zwei KernkraftwerkenDass sich gerade diese beiden Länder für die Schwarzen Raucher als Energiequelle interessieren, hat einen einfachen Grund: Unweit der japanischen Küsten und der amerikanischen Westküste spucken unzählige Raucher heißes Wasser. Meist befinden sie sich in einer Tiefe von 2000 Metern und mehr.
Schwarze Raucher (es gibt auch weiße, die ebenfalls heiß sind, aber weniger Fremdstoffe mit sich führen) funktionieren wie Durchlauferhitzer, in denen kaltes Wasser von Heizelementen erwärmt wird.
Unter dem Meeresboden erhitzt brodelnde Magma darüberliegende Gesteinsformationen auf bis zu 1000 Grad Celsius. Das Wasser, das mit ihnen in Berührung kommt, erwärmt sich und schießt heraus. Das Vakuum füllt sich mit neuem kaltem Wasser – der Kreislauf schließt sich. Ein einziger Schwarzer Raucher ist gut für eine elektrische Leistung von 2000 Megawatt, glauben die Ingenieure von Marshall Hydrothermal – das entspricht zwei mittleren Kernkraftwerken.
Die US-Ingenieure haben zwei Techniken zur Nutzung des heißen Wassers entwickelt, zumindest in Form von Prinzipzeichnungen. Die erste: Sie wollen einen Riesentrichter über die Öffnung des Rauchers stülpen. Er mündet in ein Rohr, das das heiße Wasser zu einem Ponton transportiert, der, ähnlich einer Gasförderplattform, auf dem Meer schwimmt. Darauf befindet sich das Kraftwerk.
Kraftwerk schwimmt auf dem Wasser
Das heiße Wasser gibt seine Energie in einem Wärmetauscher an einen Dampfkreislauf ab. Ein Turbogenerator erzeugt Strom. Um den Wirkungsgrad zu erhöhen, wird Wasser mit einer Temperatur von wenigen Grad Celsius aus der Tiefe emporgepumpt, entsalzt und in einem Kondensator versprüht. Dort landet der Dampf, wenn er in der Turbine seine Arbeit getan hat. Das kalte Wasser aus der Tiefe vergrößert die nutzbare Temperaturspanne.
Ob es das Verfahren allerdings mit Dampf funktioniert, ist nicht sicher, weil die Temperatur vergleichsweise niedrig ist. Moderne Kohlekraftwerke arbeiten für die Stromerzeugung mit Temperaturen von mehr als 550 Grad Celsius.
Es gibt allerdings Turbinen, die mit Dampf von organischen Flüssigkeiten laufen, die bereits bei Temperaturen von 150 Grad Celsius gasförmig werden. Ein Risiko sind allerdings die Verunreinigungen im Wasser der Schwarzen Raucher. Sie können im Wärmetauscher mechanische Schäden anrichten und das Material zerfressen.
Aufwendige Infrastruktur
Dieses Problem wollen die Ingenieure mit einem zweiten Verfahren vermeiden. Sie platzieren den Wärmetauscher im heißen Abgasstrom direkt an der Austrittsöffnung des Rauchers auf dem Meeresgrund. Hindurchgepumptes Wasser oder eine organische Flüssigkeit verwandelt sich dabei in Dampf, den das Kraftwerk auf der Plattform in Strom verwandelt. Welches der beiden Verfahren besser funktioniert, müssten Tests zeigen.
Dennis Hagemann, technischer Berater des Unternehmens, spricht von 15 Projekten, die in den nächsten fünf Jahren realisiert werden sollen – ein durchaus ehrgeiziger Plan. Gefahren für die Umwelt sieht er nicht. Selbst ein schwerer Störfall hätte keine negativen Folgen. Dann würde das heiße Wasser einfach ins Meer schießen, wie zuvor.
Allein mit dem schwimmenden Kraftwerk ist es aber nicht getan. Die Raucher liegen meist viele Kilometer von der Küste entfernt. Auch die Verkabelung wäre also aufwendig, um den Strom an Land zu schicken. Einen Vorteil hätte die Technik allerdings: Im Gegensatz zu Wind- und Solarkraft würde sie 24 Stunden am Tag Strom liefern.
