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  Meeresenergie  
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Mit "Meeresenergie" werden zusammenfassend jene Energiearten bezeichnet, die aus dem Meer gewonnen werden, wobei meist nur folgende erneuerbaren Energiearten gemeint sind:
  Off-Shore-Wind, Gezeiten, Meeresströmung, Wellen, Meereswärme, Osmose.

Nicht erneuerbare Energiequellen, z.B. die fossilen Energien  Erdöl und Gashydrat im Meeresuntergrund oder Uran in den Weltmeeren zählen üblicherweise nicht zur "Meeresenergie" und werden in dieser Seite nicht weiter behandelt.
  

Off-Shore-Windparks: Globus Infografik
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Off-Shore-Wind:
Windenergie ist in erster Linie umgewandelte Sonneneinstrahlung: Sie erwärmt die Erde regional und auch großräumig unterschiedlich, wodurch unterschiedliche Luftdruckzonen entstehen, die sich wieder über Windströmung ausgleichen. Die Energie, die in der Windströmung steckt, ist physikalisch gesehen die kinetische Energie der bewegten Luftmoleküle. Sie wächst mit der 3. Potenz der Windgeschwindigkeit, daher lohnen sich Windkraftwerke besonders in Regionen mit durchschnittlich hohen und möglichst dauerhaften Windgeschwindigkeiten, insbesondere auf dem Meer. Allerdings sind dort auch die Kosten für die Anlagen wegen ihrer aufwändigen Verankerung im Meeresgrund und besonderer technischer Anforderungen aufgrund des hohen Salzgehalts im Wasser und in der Luft sehr hoch. Weitere hohe Kosten entstehen durch die Stromanbindung an das allgemeine Stromnetz. Deshalb lohnen sich im Meer auch keine Einzelgeneratoren sondern nur Windparks. Ein typischer geplanter Windpark z.B. in der Nordsee umfasst 80 Windgeneratoren mit je 5 MW Nennleistung, zusammen also 400 MW. Drei solcher Windparks haben also zusammen in etwa die Nennleistung eines konventionellen (Kohle, Atom) Großkraftwerks. Drei Windparks mit einer Nennleistung von zusammen 1200 MW würden bei ständiger Vollleistung 10,5 TWh [1] Strom im Jahr produzieren; da der Wind jedoch wetter- und saisonalbedingt schwankt, wrid mit etwa 4 TWh Strom pro Jahr gerechnet [2] .

 

Gezeiten-Entstehung
Gezeiten-Entstehung: Großansicht/ Simulation bei planet-schule.de
Großansicht [SWR]

Gezeiten:
Aufgrund der Entstehungsgeschichte der Erde (Verdichtung von Materie in einem rotierenden Sonnennebel durch Schwerkraft) rotiert sie in 24 Stunden einmal um sich selbst. Durch die große Masse der Erde steckt in dieser Erdrotation eine gewaltige Energie, die noch Milliarden Jahre reichen wird. In Zusammenwirken mit der Gravitation des Mondes und der Sonne entstehen auf der Erde die Gezeiten (Ebbe und Flut) verbunden mit Tidenhub und Tidenstrom. Gezeitenkraftwerke nutzen die Energie, die im Tidenhub oder Tidenstrom steckt, und wandeln sie in elektrischen Strom um. Diese beiden Energiequellen werden in einer Extraseite dargestellt: 
=> Gezeitenenergie
 


Meeresströmungen, Wikipedia
Großansicht [Wiki]

Strömung und Wellen:
Die Ausprägung von Strömungen und Wellen sind vielfältig und ihre Entstehung im Detail kompliziert, die in ihnen steckende Energie stammt aber letztendlich aus folgender Konstellation: Die Erde ist eine um sich selbst rotierende Kugel, umkreist vom Trabanten Mond, wodurch die Gezeiten (s.oben) entstehen. Zugleich umläuft die Erde das Zentralgestirn Sonne, wobei die Rotationsachse der Erde um 23,5 ° gegenüber der Umlaufbahn geneigt ist. Diese Konstellation ist Ursache für die Jahreszeiten und Klimazonen auf der Erde. Sie sorgt auch für großräumgie unterschiedliche Erwärmung: Z.B. ist die Luft an den Polkappen kalt (hohe Luftdichte) und am Äquator warm (niedrige Luftdichte), wodurch die Passatwinde entstehen, deren Richtung durch die Corioliskraft bestimmt wird, die eine Folge der Erdrotation ist. Die Passatwinde wie auch andere großräumige Windsysteme sind mit Ursache für Meeresströmungen. Diese können aber auch durch unterschiedliche Salzkonzentrationen entstehen (z.B. der Golfstrom), die u.a. wieder eine Folge von unterschiedlicher Sonneneinstrahlung sind. Eine weitere wichtige Ursache für Strömungen und Wellen ist die Erdrotation selbst, in Zusammenwirken mit der Oberflächenstruktur (Topologie) der Erde.
Die Konstellation (Erde rotiert um sich selbst und umläuft zusammen mit dem Mond, der sie umkreist, die Sonne) bleibt noch ca. 5 Mrd. Jahre erhalten, deshalb ist die Meeresenergie, also Energie aus Strömungen und Wellen sowie aus unterschiedlichen Salzkonzentrationen (Osmose), gemessen an für Menschen relevanten Zeitmaßstäben unerschöpflich und zählt daher zu den Erneuerbaren Energien.
  

Tidenstrom-Gezeitenkraftwerk: Großansicht bei Meyers-Lexikon
Großansicht [Meyers]
Meeresströmungskraftwerke arbeiten im Prinzip wie Windkraftwerke unter Wasser: sie bestehen aus Unterwasser-Rotoren, die durch die Meeresströmung in beide Richtungen angetrieben werden werden können.
Eine regelmäßige und küstennahe Meeresströmung ist der Gezeitenstrom (Tidenstrom): Kommerziell genutzte Tidenstromkraftwerke gibt es bisher noch nicht, einige Prototypen werden jedoch erprobt
=>  Gezeitenenergie 
 
hitec-Sendung: Das Meer als Stromquelle, 27.07.2009

Die weiteren Energiequellen (Meereswellen, Meereswärme, Osmose) werden noch erforscht und sind weit davon entfernt, im großen Maßstab kommerziell genutzt werden zu können. Ihr Potenzial gilt als beachtlich, ist aber schwer erschließbar. Für die Energiewende, die wegen der fortschreitenden Klimaerwärmung schnell erfolgen muss, spielen sie bis auf Weiteres keine Rolle. Sie werden deshalb an dieser Stelle einstweilen nicht näher ausgeführt.
  

hitec: Das Meer als Energiequelle

Einen ersten Überblick bieten die ZEIT-Grafik "Energie aus dem Meer" und folgende Seiten bei Wikipedia: Meeresenergie  Meeresströmungskraftwerk  Wellenkraftwerk  Meereswärmekraftwerk   Osmosekraftwerk.
Vielfältige anschaulich bebilderte Infos bietet die hitec-Website "Das Meer als Stromquelle" [hitec, 27.07.09]   Sendung [hitec-Mediathek]

  
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[1] 1200 MW • 24h • 365 = 10.512.000 MWh = 10.512 GWh = 10,5 TWh
[2] Unter optimalen Windverhältnissen wird die Stromausbeute einer typischen 5 MW-Windkraftanlage auf  rund 18 Millionen kWh = 18 GWh pro Jahr veranschlagt. Proportional hochgerechnet folgt:
18 GWh / 5 • 1200 = 4320 GWh = 4,32 TWh. Die tatsächlich erzielbare Strommenge wird wohl etwas darunter liegen, also geschätzte 3,5 - 4 TWh.
Im Internet [z.B. Quelle1, Quelle2] findet sich auch folgende Angabe: Die Stromerzeugung pro Jahr von "alpha ventus" mit 12 Windkraftanlagen à  5 MW entspricht dem Stromverbrauch von 50.000 Haushalten, also umgerechnet pro Haushalt: 4,32 TWh / 50.000 = 4.320 kWh, was in etwa einem durchschnittlichen 3 bis 4 -Personenhaushalt entspricht.
 

Stand: 15.09.09/zgh   Erneuerbare Energien  
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