Ein in Alaska ansässiges Gezeitenenergie-Startup, Sitkana, erprobt eine neue kleine, modulare Turbine in den Gewässern vor Massachusetts, mit dem Ziel, die riesigen und weitgehend ungenutzten Gezeitenenergie-Ressourcen der Vereinigten Staaten zu erschließen. Da Gezeiten durch die Gravitationskräfte von Mond und Sonne angetrieben werden, folgen den Gezeitenströmungen vorhersagbare Zyklen – was der Gezeitenenergie einen Zuverlässigkeitsvorteil gegenüber schwankenden erneuerbaren Energien wie Wind und Solar verschafft. Die Turbine wird in den starken Gezeitenströmungen von Cape Cod getestet, um ihre Leistung und Haltbarkeit unter realen Bedingungen zu evaluieren und zu ermitteln, ob das Design für eine kommerzielle Nutzung skaliert werden kann.

Die potenziellen Einsätze sind beträchtlich. Eine Studie des National Renewable Energy Laboratory (NREL) aus dem Jahr 2021 ergab, dass das gesamte Energiepotenzial aus Meeresquellen in den Vereinigten Staaten etwa 2.300 Terawattstunden pro Jahr beträgt – entsprechend 57 Prozent der gesamten Stromerzeugung des Landes im Jahr 2019. „Selbst wenn nur ein kleiner Teil des technischen Ressourcenpotenzials erschlossen wird, könnten Meeresenergietechnologien einen bedeutenden Beitrag zum Energiebedarf unserer Nation leisten", folgerte der NREL-Bericht.

Trotz dieses enormen Potenzials betreiben die Vereinigten Staaten derzeit null kommerzielle Gezeitenkraftwerke. Die raue Meeresumgebung – Salzwasserkorrosion, Bewuchs und extreme Sturmkräfte – hat in der Vergangenheit die Bau- und Wartungskosten in die Höhe getrieben und zur langsamen Kommerzialisierung des Sektors beigetragen. Das Turbinenmodell, das derzeit am Bourne Tidal Test Site (BTTS) der Marine Renewable Energy Collaborative (MRECo) getestet wird, könnte einen wichtigen frühen Schritt zur Überwindung dieser Hürden darstellen.

Anders als die meisten Gezeitenenergie-Prototypen, die tendenziell große, am Meeresboden fixierte Strukturen sind, ist das Design von Sitkana deutlich kleiner und modular aufgebaut. Dieser Ansatz könnte Installation, Skalierung und Wartung vereinfachen – und sogar für entlegene Küstengemeinden machbar machen, von denen viele derzeit auf teure Dieselgeneratoren angewiesen sind, deren Kraftstoff per Lastkahn oder Flugzeug angeliefert werden muss. Während die BTTS-Anlage kleinmaßstäblich und explorativer Natur ist, könnten die dort gewonnenen Daten für künftige Gezeitenenergie-Forschung und -entwicklung wertvoll sein.

„Unser Ziel ist es, Meeresenergie in entlegenen Gebieten einfacher zu bauen, einzusetzen und zu warten", sagte Lance McMullan, Gründer und CEO von Sitkana, gegenüber Interesting Engineering. „Diese Tests sind entscheidend, während wir uns auf kommerzielle Einsätze zubewegen."

Der Standort auf Cape Cod, wo die Gezeitenströmungen bis zu vier Knoten erreichen können, bietet eine ideale Umgebung, um das System Belastungstests zu unterziehen und wichtige Design-Erkenntnisse zu gewinnen. „BTTS ist einer der wenigen Orte, an denen wir unser gesamtes System an einem einzigen Standort evaluieren können", sagte McMullan gegenüber Offshore Energy. „Über die reine Messung der Leistungsabgabe hinaus werden wir den Betrieb in einer echten Meeresumgebung beobachten und die Wechselwirkungen mit der Tierwelt besser verstehen können."

Die Auswirkungen modularer Gezeitentechnologie gehen weit über die Vereinigten Staaten hinaus. Während die Vereinigten Staaten und Kanada das höchste ermittelte Wellenenergiepotenzial weltweit aufweisen, folgerte ein Bericht von Ocean Energy Europe, dass Meeresenergie 21 Prozent des aktuellen Energieverbrauchs der Europäischen Union und 13 Prozent des weltweiten Strombedarfs decken könnte.

Europa führt derzeit bei den Ausgaben für Forschung und Entwicklung im Bereich Gezeitenenergie, wobei die Vereinigten Staaten die Lücke jedoch schnell schließen, unterstützt von dem, was der Artikel als „erhebliche" Förderprogramme des Department of Energy beschreibt.

Das BTTS-Experiment ist eines von mehreren innovativen Gezeitenenergie-Projekten, die in US-Gewässern stattfinden. In den Großen Seen haben Forscher der University of Michigan Mini-Prototyp-Geräte installiert, die Inselgemeinden künftig mit Strom versorgen könnten. An der Westküste testet ein Forschungsinstitut in Menlo Park, Kalifornien, Unterwasserkite, die für netzunabhängige Küstenregionen Gezeitenenergie erzeugen sollen. Ob diese unterschiedlichen Ansätze ausreichende Haltbarkeit über wiederholte Gezeitenzyklen und saisonale Stürme hinaus demonstrieren können, wird ein entscheidender Indikator dafür sein, ob Meeresenergie den Sprung von Pilotdemonstrationen zu einem bedeutenden Beitrag zum US-Stromnetz schaffen kann.

Von Haley Zaremba für Oilprice.com.