Bojenkraftwerke zur Stromerzeugung nutzen Wasserkraft oder Wellengang

Während wir Wind- und Sonnenenergei bereits in großem Umfang nutzen, um die Energiewende zu schaffen, ist die Stromgewinnung aus Fließwasser großer Flüsse und auch Meereswellengang erst rudimentär vorhandenen. Dabei gibt es einige Projekte und Unternehmen, die wir heute vorstellen wollen, die sich auf diesem Gebiet spezialisiert haben und erste Erfolge vorweisen können. Zum einen gibt es Mini-Wasserkraftwerke in Form von sogenannten Strom-Bojen, die in großen Flüssen wie der Donau, dem Rhein oder Inn zum Einsatz kommen können – und auch bereits im Einsatz sind. Zum anderen wandeln Bojen den Wellengang in Energie um. In großer Zahl angewendet, könnten Bojen einen wichtigen Anteil des weltweiten Strombedarfs decken.

Nutzung der Fließenergie in Flüssen

Die Fluss-Bojen nutzen die vorhandene kinetische Energie des Wassers frei fließender Flüsse, um Strom zu erzeugen. Dabei sind sie mit freiem Auge kaum sichtbar, weil sie im Wasser liegen.Diese Bojen werden mit einem Seil am Boden verankert und benötigen eine Mindesttiefe von rund 2-3 Metern und eine gewisse Mindestströmungsgeschqwindigkeit, weshalb nur größere Flüsse in Frage kommen.

Die Rotoren der Bojen werden von der Strömung angetrieben. Dadurch wird Bewegungs- in Rotationsenergie umgewandelt, ähnlich wie bei Windkraftwerken. Allerdings kann die Turbine im Wasser 365 Tage lang 24 Stunden angetrieben werden –  auch bei Windstille. Der unter Wasser produzierte Wechselstrom wird mit Kabeln ans Ufer geleitet und dort sofort ins Netz eingespeist.

„15 bis 20 Bojen ersetzen ein Windrad“, erläutert Unternehmer Norbert Burkart. „Eine Boje kann 100 Haushalte mit Strom beliefern.“ Bis zu 500 Stück sollen in den nächsten Jahren in der Donau eingesetzt werden. Im Rhein sind seit 2019 bereits 16 Bojen der österreichischen Firma Aqua Libre Energieentwicklungs GmbH im Einsatz.

Sicherheit für Fische

„Jeder zweite Naturschützer sagt, da kommen die Fische gehäckselt wieder raus. Das stimmt nicht.“ Sein Partner Christian Hanne ergänzt: „Die Propeller drehen nur 60 bis 120 Mal pro Minute.“ Die Schwingungen würden laut dem Unternehmen die Fische vermutlich auch davon abhalten, den Rechen gegen Treibgut zu durchschwimmen. Bei Untersuchungen von Aqua Libre in der Donau in der Wachau habe sich ebenfalls keine große Gefahr für Tiere im Wasser ergeben. Desweiteren sei ein Fisch-Monitoring im Rhein vorgeschrieben worden, also die Beobachtung mit Videokameras.

Stromversorgung durch Wellengang könnte 20% des weltweiten Strombedarfs decken

Es gibt auf allen Kontinenten Projekte, um den Wellengang unserer Meere zur Energiegewinnung zu nutzen. Nachdem Wellenenergie rund um die Uhr zur Verfügung steht, bietet sie Vorteile gegenüber Wind- und Solarkraft.

Das schwedische Start-up CorPower entwickelte eine Boje, die Strom aus Wellengang erzeugt und ist von diesem Prinzip überzeugt. „Wellenenergie ist eine bedeutende Chance für eine saubere erneuerbare Energieversorgung“, schreibt das Team um Firmengründer Lundbäck. „Mit einer Gesamtressource von 32.000 Terawattstunden (TWh) pro Jahr, von denen 2.000 bis 4.000 TWh als wirtschaftlich verwertbar angesehen werden, könnten zehn bis 20 Prozent des weltweiten Stromverbrauchs durch Wellenenergie bereitgestellt werden.“ Das sei von ähnlicher Größenordnung wie die weltweit installierte Wasserkraft.

Die Meeres-Boje C4 von CorPower ist 19 Meter hoch und neun Meter breit. Die neu entwickelte Boje soll laut Unternehmen fünfmal so effizient sein wie die bisher getesteten Anlagen. Eine einzige Boje reicht dabei den Angaben des Unternehmens zufolge aus, um 200 Häuser mit Energie zu versorgen.

Die Boje kann sich automatisch an den Seegang anpassen, was auch die Stromerzeugung verbessert. Wie die meisten Wellenkraftwerke ist C4 am Meeresboden verankert. So konnte das System in Tests vor der portugiesischen Küste Wellenhöhen von bis zu 18,5 Metern standhalten, wie CorPower Engergy berichtet. „Seit der Inbetriebnahme im August 2023 wurden alle wichtigen Funktionen des C4-Systems erfolgreich verifiziert, einschließlich der Stromeinspeisung ins Netz, der automatischen Steuerung und Überwachung des Systems sowie der sicheren Betriebs- und Wartungsmethoden.“

Noch ist die Megawattstunde teurer als bei Offshore-Windfarmen

Jedoch sind die Installation und Wartung derartiger Kraftwerke aufwendiger. Ob das Bojen-Kraftwerk bald wirtschaftlich betreiben werden kann, wird sich zeigen. Mit einem Quadratkilometer Bojenkraftwerk könnte 3-5 mal mehr Energie erzeugt werden als mit Windrädern, so das Unternehmen. Allerdings ist die Produktion einer Megawattstunde noch teurer, nimmt aber mit der Anzahl an Bojen drastisch ab.

Ab 2026 soll vor Irland das erste Bojenkraftwerk in Betrieb gehen und 5 Megawatt Nennleistung haben. Eine Megawattstunde soll dabei ca. 260 Euro kosten. Bei europäischen Offshore-Windfarmen kostet die Megawattstunde derzeit zwischen 30 und 80 Euro. Je größer die Anzahl an Bojen, desto günstiger die Megawattstunde. Bei mehr als 23.000 Bojen läge der Preis pro MWh bei 30 bis 40 Euro.