Artikel aktualisiert am 13.09.2022 | von Henry Faber | ca: 3 Min. zu lesen

Blaue Energie: Was ist ein Osmosekraftwerk und wie funktioniert es?

Eine Geschichte von Salz- und Süßwasser: Im Zuge der Energiewende könnte man den Begriff „Osmosekraftwerk” bereits ein paar Male gehört haben. Doch was ist eine Osmosekraftwerk und wie funktioniert es? Lassen Sie uns gemeinsam herausfinden, wie die „Blaue Energie” entsteht. 

wie funktioniert ein Osmosekraftwerk
© Evija – stock.adobe.com

Was ist Osmose? Osmose ist ein einfacher natürlicher Prozess, der in unserer Natur sowie in unserem Körper stattfindet. Der Prozess läuft folgendermaßen ab: In einer Lösung wandern Moleküle eines Lösungsmittels, beispielsweise Wasser, über eine Barriere oder durch eine Membran von der Seite, die eine geringere Konzentration eines bestimmten gelösten Stoffes enthält, zu der Seite, die eine höhere Konzentration dieses Stoffes enthält, vorausgesetzt, die Barriere lässt nur die Moleküle passieren. Der Mensch trinkt Wasser, aber auch seine Zellen nehmen es durch Osmose auf, so wie es auch die Pflanzenwurzeln tun. 

Wie funktioniert ein Osmosekraftwerk?

Energie aus einem Salzgradienten einer Lösung zu gewinnen, ist ein Konzept für erneuerbare Energien, das erstmals in den Fünfzigern Jahren vorgeschlagen wurde. In den letzten Jahren nahm die Relevanz und das Interesse, aufgrund der zunehmenden Verfügbarkeit und verbesserten Leistung, deutlich zu. Die Technologie basiert auf dem Unterschied des Salzgehaltes in Gewässern (Salzgradient). Durch die Bewegung der Ionen durch die Membranen entsteht eine elektrische Differenz, die als Strom eingespeichert werden kann.

Quelle: Wikipedia

Das Stichwort bei der Energiegewinnung auf einem Osmosekraftwerk ist die „druckverzögerte Osmose”. Diese Technologie ermöglicht das schnelle Wachstum dieser erneuerbaren Energiequelle. Ein anderer Begriff für diese Art von Kraftwerk ist das „Salzgradientenkraftwerk”. Denn entscheidend bei der Stromerzeugung durch Osmose ist der Druckunterschied zwischen Salzwasser mit hohem Salzgehalt und Süßwasser mit niedrigem Salzgehalt, welcher in hydraulischen Druck umwandelt wird. Aufgrund des osmotischen Druckunterschieds dringt das Süßwasser durch eine Membran auf die andere Seite, wo das unter hohem hydraulischem Druck stehende Meerwasser strömt und eine Turbine zur Stromerzeugung antreibt. Osmotische Energie kann auf natürliche Weise an der Stelle erzeugt werden, an der ein Fluss ins Meer mündet. Auch künstliche Quellen der Osmose sind möglich. Hierbei werden zwei Wasserquellen aus Aufbereitungsanlagen kombiniert und münden in einer Turbine. 

Wie praktikabel ist ein Osmosekraftwerk?

Die Gegebenheit von möglichst reinem Süß- und Salzwasser ist für die Funktion eines Osmosekraftwerks entscheidend. Je größer der Unterschied im Salzgehalt zwischen Süß- und Salzwasser ist, desto mehr Druck, und somit Energie, baut sich im System auf. Und je mehr Wasser in das System gelangt, desto mehr Strom kann erzeugt werden. Ist nicht genug Reinheit des Süß- und Salzwassers gegeben, können sich im Wasser enthaltene Stoffe in der Struktur der Membran oder auf ihren Oberflächen festsetzen, was den Durchfluss durch die Membran einschränkt und die Leistung mindert. Dies macht die Technik eher standortabhängig, obwohl es immer noch viele Orte gibt, an denen sie eingesetzt werden könnte.

Schon gewusst? Fouling ist ein Phänomen, welches eine Membran in einem Osmosekraftwerk befallen kann. Werden Abfallprodukte im Wasser nicht ausreichend gefiltert, so können sie auskristallisieren, an der Membran adsorbieren oder auf andere Weise den Durchfluss durch die Membranen behindern.

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