Osmosekraftwerk

Was ist Osmose?

Osmose ist „die einseitig gerichtete Diffusion einer Flüssigkeit durch eine halbdurchlässige Membran, die zwei Flüssigkeiten, insbesondere gleichartige Lösungen verschiedener Konzentration, trennt und nur für das Lösungsmittel, nicht aber für den gelösten Stoff durchlässig ist.“ (Quelle: Wissen.de) Die höher konzentrierte Flüssigkeit wird solange verdünnt, bis beide Lösungen die gleiche Konzentration besitzen.

Was zunächst sehr theoretisch klingt, lässt sich leicht im Alltag beobachten. Wer schon einmal zu lange in heißem Badewasser gelegen und sich über die daraus resultierende Runzelhaut gewundert hat, kennt das Prinzip. Die runzlige Haut an Händen und Füßen ist Folge der unterschiedlichen Salzkonzentration von Hautzellen und Badewasser. Weil die Natur um Konzentrationsausgleich bemüht ist, die Salzteilchen aber zu groß sind, um über die Zellmembran ins Badewasser zu gelangen, dringt Wasser in die Haut ein, um so die Salzkonzentration anzupassen. Die Hornhaut wird runzelig.

So funktioniert das Osmosekraftwerk

Das Osmosekraftwerk funktioniert auf ähnliche Weise. In einem Osmosekraftwerk sind Süßwasser und salziges Meerwasser zunächst durch Membranen voneinander getrennt. Weil aber die Wassermoleküle bestrebt sind, den Konzentrationsunterschied zwischen Süß- und Salzwasser auszugleichen, strömt unentwegt Süßwasser in Richtung des Meereswassers – der Druck steigt. Dieser Druck wird verwendet, um Turbinen zur Stromerzeugung anzutreiben. Die Trennung von Süß- und Salzwasser erfolgt durch Membranen aus Zellulose-Acetat. Diese lassen zwar Wasser durch, jedoch kein Salz. Um den Konzentrationsunterschied aufrechtzuerhalten, muss ständig neues Salzwasser in die Anlage geschleust werden.

Erstes Osmosekraftwerk steht in Norwegen

Das weltweit erste Osmosekraftwerk wurde am 24. November 2009 im norwegischen Tofte am Oslofjord eingeweiht. Mit dieser Pilotanlage will der staatliche Energieversorger Statkraft in großem Stil testen, wie sich Energie aus dem Druck bei der Vermischung von Süß- und Salzwasser gewinnen lässt. Die technischen Grundlagen dazu wurden bereits 2004 im Rahmen eines von der EU geförderten Forschungsprogramms geschaffen.

Die in Tofte eingesetzten Membranen erzielen eine elektrische Leistung von 3 Watt pro Quadratmeter. Experten sehen jedoch eine Leistung in Höhe von fünf Watt pro Quadratmeter als Voraussetzung zum wirtschaftlichen Betrieb eines Osmosekraftwerks. Leider wurde die Forschung an dem Projekt im Jahr 2013 mangels wirtschaftlichen Aussichten eingestellt.

Geeignete Standorte: Mittelmeer und Salzseen

Osmosekraftwerke liefern Strom aus erneuerbaren Energien. Gegenüber Wind- und Solarenergie besitzen sie jedoch den Vorteil, unabhängig von äußeren Gegebenheiten rund um die Uhr Strom produzieren zu können.

Grundsätzlich sind alle Standorte für den Betrieb von Osmosekraftwerken denkbar, an denen sich Gewässer mit unterschiedlichen Salzkonzentrationen treffen. Je höher dieser Konzentrationsunterschied ausfällt, umso mehr Energie kann produziert werden. Deshalb kommen insbesondere Salzseen wie etwa am Toten Meer oder das Mittelmeer in Frage. Aber auch an Flussmündungen könnten Osmosekraftwerke gebaut werden.

Das Energiepotenzial von Osmosekraftwerken ist Schätzungen zufolge mit dem der Windenergie vergleichbar.