Wellenkraftwerk Strom von der Auster

Im Norden Schottlands probieren Ingenieure aus, wie sich Energie aus dem Meer gewinnen lässt. Ungeheure, nie versiegende Kräfte locken. Doch die See lässt sich nicht so leicht bändigen.

Infografik: Meerenergie

© Jochen Stuhrmann und Franziska Lorenz für DIE ZEIT

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Die Autofähre MV Hamnavoe legt dreimal täglich von Scrabster an der Nordküste Schottlands zu ihrer Überfahrt auf die Orkneys ab. Neunzig Minuten dauert die Fahrt zu dem Archipel aus rund hundert Inseln, Holmen und Schären. Kurz bevor das Schiff in eine enge Wasserstraße zu seinem Zielhafen Stromness einbiegt, kann man vom Deck aus mit dem Fernglas eine gelbe Röhre ausmachen. Das Ding, um die zehn Meter lang und einen Meter dick, treibt knapp einen halben Kilometer vor der Küste in der Dünung des Atlantiks. Winzig ist die Röhre im Vergleich zur Fähre und erst recht, wenn man sie an der Weite des Meeres misst. Dennoch, das Ding ist das derzeit größte Wellenkraftwerk der Welt.

Die Anlage besteht aus einer Klappe, die, auf dem Meeresboden verankert, im Rhythmus der Wellen Seewasser durch eine an Land installierte Turbine pumpt. Auf den Namen Oyster wurde sie getauft, Auster. Dazu reiste der schottische Ministerpräsident Alex Salmond letzten November eigens aus Edinburgh an.

Salmond war von hohen Erwartungen getrieben, denn der Carbon Trust, eine Regierungsbehörde, die mit der landesweiten Reduktion des CO₂-Ausstoßes betraut ist, hatte vorgerechnet, langfristig könne ein Fünftel des britischen Stromverbrauchs aus Wellen- und Gezeitenkraftwerken gedeckt werden. Renewables UK, eine Lobbygruppe alternativer Energieerzeuger, stellt maritime Elektrizitätskapazitäten für 1,4 Millionen Haushalte schon bis zum Jahr 2020 in Aussicht – vorausgesetzt, dass die Regierung 200 Millionen Euro in die technologische Entwicklung investiere.

In diesem Frühjahr prophezeite der Ministerpräsident Schottland gar eine Zukunft als »das Saudi-Arabien maritimer Energie«. Ausgelöst worden war seine Begeisterung von der weltweit ersten Lizenzvergabe für die Nutzung von Seegebieten zur Stromerzeugung. Neun dieser zehn Areale liegen im Meer vor den Orkneyinseln. Bis 2020 wollen vier Unternehmen dort 1200 Megawatt Wellen- und Gezeitenstrom produzieren – genug zur Versorgung von 350.000 Haushalten. Der deutsche Energie- und Gaskonzern E.on ist mit 100 Megawatt dabei. Scottish and Southern Energy (SSE), ein führendes britisches Elektrizitätsunternehmen, hat mit 800 Megawatt das ambitionierteste Ziel. Große Pläne – doch wie sieht die Realität aus?

Als die MV Hamnavoe in Stromness anlegt, dirigiert der Kapitän sie mit zentimetergenauer Präzision in den engen Hafen. Das riesige Schiff dreht sich auf der Stelle um die eigene Achse, ein Wunder moderner Seefahrtstechnik. Seine zwei Dieselaggregate legen allerdings fast 12.000 PS auf die Schrauben und die Bug- und Heckstrahlruder um. Das entspricht der 28-fachen Nennleistung der Oyster. Der Prototyp ist gerade einmal für 315 Kilowatt ausgelegt. Ob diese Nennleistung überhaupt erreicht wird, verrät der Hersteller nicht. Das EU-geförderte Wellenkraftwerk Voith Hydro (ein Joint Venture der Voith AG mit Siemens und der nordirischen Queens University) auf der Insel Islay war auf 500 Kilowatt ausgelegt und erbrachte im Jahresdurchschnitt ganze 21 Kilowatt.

Stromness ist ein sehr nordisches 2000-Einwohner-Städtchen mit verwinkelten Gassen und alten Lagerhäusern, in denen einst Waljäger und Pelzhändler lebten. Über dem Hafen thront ein restauriertes ehemaliges Gymnasium. »Orkney – die Energieinseln«, steht auf einem Schild im Eingang. Im Erdgeschoss ist ein Institut der Edinburgher Heriot-Watt University untergebracht, im ersten Stock das European Maritime Energy Centre (EMEC). Sein Aufsichtsrat setzt sich aus Vertretern der schottischen Landesregierung, einiger Regionalentwicklungsbehörden und der Lokalverwaltungen zusammen. Der Archipel ist wild entschlossen, sich als Zentrum für alternative Energien neu zu erfinden.

Die schottischen Orkney-Inseln

Die Stromgewinnung aus dem Meer, räumt der Institutsdirektor Neil Kermode ein, befinde sich allerdings technologisch noch auf dem Stand der Flugmaschinen der Gebrüder Wright. Eileen Linklater setzt hinzu, die maritime Technologie hinke der Windkraft zwanzig bis dreißig Jahre hinterher. Sie ist EMECs »Außenministerin«, auf den Orkneys geboren und aufgewachsen. Auf die Frage nach der größten Herausforderung für die Erschließung der Meeresenergie sagt sie: »Geld.«

Die von Renewables UK geforderten 200 Millionen Euro der britischen Regierung lassen bislang auf sich warten. EMEC wird aus verschiedenen staatlichen und halbstaatlichen Töpfen finanziert sowie aus Gebühren, die Nutzer seiner Einrichtungen bezahlen. Das Zentrum versteht sich als »Labor«, das Entwicklungen von Privatunternehmen fördert, koordiniert und evaluiert. Seine Ingenieure haben in zwei See-Arealen unterirdische Stromkabel verlegt und an der Küste Schaltstationen eingerichtet. Mithilfe dieser Infrastruktur testen Spezialfirmen wie der Oyster-Hersteller Aquamarine Power aus Edinburgh ihre Prototypen. 30 Millionen Euro Gebühren hat EMEC so in den sieben Jahren seit seiner Gründung eingenommen. Das ist nicht mehr als ein Klacks – selbst im Sektor der erneuerbaren Energien. Die Entwicklung des Oyster-Prototyps allein hat 12 Millionen Euro gekostet; die gelbe Wellenklappe für die kommerzielle Stromerzeugung serienreif zu machen dürfte bis zu 60 Millionen Euro verschlingen.

Die schottische Landesregierung versucht, das Geschäft anzukurbeln. Die Einspeisevergütung für Meeresstrom ist zehnmal so hoch wie die für konventionell erzeugten. Freilich hilft das erst Anlagen, die kommerziell produzieren. Konzerne wie E.on und SSE wollen als erste dabei sein, falls sich einst die Meeres- ähnlich der Windenergie mausern sollte. Doch allzu groß ist die Zuversicht offenbar nicht, denn sie geizen mit Forschungsgeldern für die maritime Energieschöpfung. Auch für die EU hat diese im Vergleich zu anderen Alternativenergien keine Priorität.

Sämtliche Direktoren und Ingenieure bei EMEC sind Briten. Eileen Linklater rasselt aber die Namen von Unternehmen aus Ländern von Australien bis Finnland herunter, die ihre Prototypen noch in diesem Jahr hier installieren wollen. Vier in dem Areal um die Oyster, und vier in einem Gebiet, das vor der entlegenen Insel Eday im Norden der Orkneys liegt.

Dorthin steuert Kenny Sinclair die Nicky Tam, die sonst im Hafen der Inselhauptstadt Kirkwall ankert. Die Motorjacht hat er vor zwei Jahren angeschafft, nicht zuletzt in der Hoffnung auf ein zusätzliches Geschäft, das Reisende in Sachen erneuerbare Energien bringen könnten. Sinclairs hauptsächlicher Broterwerb ist nach wie vor der Tourismus. Vogelliebhaber kommen aus aller Welt auf die Inseln. Sturmschwalben stürzen sich in die Fluten, Tauchvögel platschen kopfüber ins Wasser, pechschwarze Kormorane stehen wie Hiobsboten mit ausgebreiteten Schwingen auf einer Klippe.

Plötzlich ist die Meeresoberfläche ganz still, die See wellenlos. Wie ein riesiger Strom rollt sie dahin, glasig glatt. Dann beginnt sie zu gären und zu brodeln und sprudelt auf, als wolle sie das Boot verschlingen. »Das kocht wie ein Teekessel«, brummt Sinclair. Er lässt das Wasser nicht aus den Augen, während er versucht, sein Schiff auf Kurs zu halten, das mal nach links, mal nach rechts abdriften will.

Die Anziehungskräfte des Mondes und der Sonne werfen zweimal am Tag im Atlantik eine durchschnittlich drei Meter hohe Gezeitenwelle auf. Die Nordsee hat keinen eigenen Tidenhub, doch der Atlantik pumpt seine Flut in das kleine Nachbarmeer. Die Orkneys liegen wie eine Sperrkette dazwischen. Westlich strömt die riesige Woge mit ein bis zwei Knoten dahin. In den Meeresengen zwischen den Inseln aber verwandeln sich die Wassermassen in reißende Ströme. Bei Springtiden – den höchsten Gezeitenströmen – erreichen sie eine Spitzengeschwindigkeit von acht Knoten. Das entspricht knapp 15 Stundenkilometern, dem dreifachen Tempo des Rheins bei Köln.

Mit dem Fernglas kann man die bizarrsten Verformungen der See beobachten. Im Westen ragt senkrecht eine Wand aus grünem Wasser auf, von der hält Sinclair sich geflissentlich fern. Im Osten tanzen spitze, weiß gekrönte Wellen, sie springen auf wie ein wild durchgerütteltes Miniaturmodell der Schweizer Alpen. »Der Fall von Warness«, so heißt dieses heimtückische Seegebiet.

Schließlich manövriert Sinclair die Nicky Tam auf eine in der Förde stehende Stahlkonstruktion zu. Sie setzt sich aus zwei durch Gangways verbundenen Pfeilern und einem Container zusammen, der auf einer Plattform verankert ist. Das Wasser umschäumt die Pfeiler wie ein Gebirgsfluss nach der Schneeschmelze. Auf dem Container steht: OpenHydro tidal technology. Die Anlage ist eine von weltweit vieren und die einzige Großbritanniens, die aus der Meeresströmung gewonnene Elektrizität bereits ins Netz einspeist. Unter der Oberfläche dreht sich eine sechs Meter durchmessende Turbine.

Ihre Leistung ist freilich noch geringer als die der Oyster. 250 Kilowatt – die würden gerade mal für 150 Haushalte reichen. Die Diskrepanz zwischen den Naturgewalten und der aus ihnen gewonnenen Energie ist kaum nachvollziehbar. Das Problem, glaubt Sinclair, bestehe darin, dass ein Tidenkraftwerk viel größer sein müsste, um hinreichend Strom zu liefern. Doch größere Aufbauten halten den Meeresgewalten nicht stand. Beim ersten Versuch, das Stahlgerüst aufzustellen, stürzte es ein. Erst das zweite Gerüst hielt.

Es ist paradox: Im Prinzip sind die Gezeiten eine der zuverlässigsten Energiequellen, die man sich vorstellen kann. Sie sind nur unwesentlich von Wind und Wetter abhängig, und überhaupt nicht vom Klima. Man kann sie genau vorausberechnen. Zwei Tage nach Vollmond und zwei Tage nach Neumond laufen sie am höchsten auf, zur Tag- und Nachtgleiche erreichen sie Spitzenwerte. In der Förde vor Eday ist das Wasser ständig in Bewegung, sogar wenn es anderswo in den Stunden zwischen Ebbe und Flut still steht.

Frankreich nahm schon 1967 in der Mündung der Rance bei Dinard ein Gezeitenkraftwerk in Betrieb, das ähnlich wie ein Wasserkraftwerk funktioniert. Seine 24 Turbinen sind in einen Staudamm eingebaut, hinter dem die Flut aufgestaut wird. Sie liefern genug Strom, um drei Prozent des Bedarfs der Bretagne abzudecken. Ähnliche, kleinere Kraftwerke entstanden in Kanada und Russland. In Großbritannien wurde jahrelang ein 16 Kilometer langer Deich quer über die Mündung der Severn bei Bristol geplant, damit sollen 216 gigantische Turbinen fünf Prozent der englischen Elektrizität produzieren. Doch der Bau scheiterte an ausufernden Kosten – und am Widerstand von Umweltschützern. Die mit einem Dammbau verbundenen massiven Eingriffe in die Natur haben der Begeisterung für diese Art der Stromerzeugung ein Ende gesetzt.

Die Alternative sind frei stehende Kleinkraftwerke wie das vor Eday. Dessen irischer Hersteller setzt auf Turbinenparks, die unter Wasser installiert werden sollen. Diesem Prinzip folgt auch ein tanklastergroßes, gelbes Gebilde, das auf dem Pier der Inselhauptstadt Kirkwall aufgebockt steht. Statt über eine Turbine soll es die Naturgewalten mit Rotorblättern abgreifen wie ein Windrad. Die Verankerungen für seine Installation sind bereits im Meeresboden eingelassen. Sein Hersteller Tidal Generation aus Bristol charterte dafür ein Arbeitsschiff mit automatischer Positionskontrolle, um der Strömung Herr zu werden und nicht einen ähnlichen Reinfall wie OpenHydro zu erleben. Die Gebühren, die so ein hoch spezialisiertes, für die Öl- und Gasindustrie konstruiertes Schiff bei der Installation kostet, fallen allerdings mit mehreren hunderttausend Pfund pro Tag völlig aus dem Rahmen.

Mit dem notwendigen Geldaufwand lassen sich derartige Kraftwerke sicher zur Serienreife entwickeln. Doch verglichen mit normaler Wasserkraft, stellt die Nutzung der Meeresenergie unvergleichlich höhere technische Anforderungen. In Wasserkraftwerken im Binnenland treibt das Wasser die Turbinen mit künstlich gebündelten Fallgeschwindigkeiten an – und die sind viel größer als selbst das Fließtempo des Meeres vor Eday.

Dennoch befürchtet ein Freund Sinclairs, der letzten Herbst bei der Installation der Oyster dabei war und uns auf dem Bootstrip nach Eday begleitet, die auf dem Meeresboden verankerte Klappe werde den nächsten Winter nicht so anstandslos überstehen wie den vergangenen. Seit neun Monaten hat es kein Mal richtig gestürmt, und das falle völlig aus der Norm. Im Schnitt alle fünfzig Jahre fährt eine über dreißig Meter hohe Welle über die Klippen der Orkneys, eine Woge, so hoch wie ein zehnstöckiges Haus.

Die Meereskraft ist gewaltig, doch sie zu kanalisieren, ist bislang noch niemandem gelungen.

Auf der Rückreise zum schottischen Festland läuft die Fähre MV Hamnavoe in eine sommerlich sanfte Dünung aus. Bevor sie Kurs auf die Bucht von Scrabster nimmt, steuert sie auf ein Konglomerat von teils leer stehenden Hallen, Werkstätten und Türmen zu.

Der Norden Schottlands war schon einmal das Zentrum einer hoffnungsträchtigen neuen Energiequelle. Auf dem Fabrikgelände entstanden in den fünfziger und sechziger Jahren drei schnelle Brüter. Der erste war ein reiner Prototyp, der zweite speiste als weltweit erster Reaktor seiner Art Strom ins Netz, der dritte produzierte hinreichend Elektrizität für 160.000 Menschen. 1994 setzte die Regierung Thatcher dem Unternehmen ein Ende – es war zu teuer. Im März dieses Jahres wurde die Reaktorkugel zu Altmetall zerlegt.

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