Gezeitenenergie: Wie Tidenstrom zur grünen Energiequelle wird

Wenn Wasser zwischen Küste und offener See hin- und herfließt, steckt darin Energie. Anders als Sonne oder Wind wiederholen sich Flut und Ebbe nach festen Zeiträumen; das macht die Quelle besonders planbar. Gleichzeitig sind geeignete Standorte begrenzt: Große Tidenhübe oder starke Strömungen braucht es, damit ein Projekt wirtschaftlich wird. Wo Gezeitenenergie heute eingesetzt wird, zeigen historische Großprojekte wie La Rance in Frankreich und neuere Demonstrationen in Schottland. Die folgenden Abschnitte erklären die Technik leicht verständlich, schildern konkrete Beispiele und ordnen Chancen sowie Grenzen ein.

Grundsätzlich unterscheidet man zwei Wege, Gezeitenkraft zu nutzen: Das Potenzial aus Höhenunterschieden und die kinetische Energie von Strömungen. Bei der ersten Variante wird ein Becken durch einen Damm vom Meer abgetrennt; Flut füllt das Becken und bei Ebbe treibt das abfließende Wasser Turbinen an. Diese Bauform nennt man Tidenbarriere oder Staudammkraftwerk. Die zweite Variante umfasst frei im Strom stehende Turbinen, also sogenannte tidal-stream- oder in-flow-Systeme. Sie funktionieren ähnlich wie Windturbinen, sind aber unter Wasser und nutzen die höhere Dichte des Wassers.

Technisch sind Kaplan- oder Propellerturbinen üblich; moderne Anlagen setzen auf verstellbare Rotorblätter für wechselnde Strömungen. Ein Vorteil ist die Vorhersagbarkeit: Tiden folgen astronomischen Regeln, sodass Erzeugungspläne sehr genau erstellt werden können. Ein Nachteil sind Standortanforderungen: Für effiziente Staudämme sind Tidenhübe von mehreren Metern nötig; Strömungsturbinen benötigen stabile Strömungen über etwa 2 m/s.

„Gezeiten liefern vorhersehbare Leistung, ihre Nutzung ist aber stark ortsgebunden und technisch anspruchsvoll.“

Bei der Lebenszyklusbetrachtung fällt auf, dass Anlagen lange betrieben werden können; Rance etwa ist seit Jahrzehnten in Betrieb. Korrosionsschutz, Servicezugang und marine Wartung sind zentrale Kostenfaktoren. Viele technische Details – Materialwahl, Befestigungs- und Netzanbindungslösungen – entscheiden über Wirtschaftlichkeit und Umweltauswirkung.

Eine kleine Tabelle fasst Typen und Anforderungen zusammen.

La Rance (Frankreich) und Sihwa-ho (Südkorea) gehören zu den bekanntesten Großanlagen. La Rance ging 1966 in Betrieb und liefert seit Jahrzehnten markante Mengen Strom; Sihwa-ho ist ein späteres Beispiel, das auch städtebauliche und wasserwirtschaftliche Aspekte verbindet. Beide Anlagen zeigen: Gezeitenkraftwerke können hohe Leistung erreichen, sind aber nicht ohne ökonomische und ökologische Folgen.

In den letzten Jahren hat die Praxis einen Wandel erlebt. Große Staudämme werden seltener geplant, weil sie Ökosysteme nachhaltig verändern können. Stattdessen wächst das Interesse an modularen in-flow-Systemen: kleinere Turbinen, die in Arrays angeordnet werden, lassen sich schrittweise bauen, leichter warten und verursachen insgesamt weniger Eingriffe in Küstenökosysteme.

Parallel dazu entstehen Demonstrationsprojekte, die Gezeitenstrom mit Energiespeichern und Elektrolyse koppeln. Ein Beispiel ist eine Orkney-Demonstration, die eine 2 MW-Turbine mit einer Batterie glättet und einen Elektrolyseur für Wasserstoff versorgt. Solche Hybridaufbauten zeigen, wie sich die schwankende Produktion für industrielle Anwendungen nutzbar machen lässt – besonders an Standorten mit schwachem Netzanschluss.

Die typische Erfolgsrechnung hängt von Standort, Netzzugang und Förderpolitik ab. In Europa gibt es eine vorläufige Pipeline öffentlicher Projekte und mehrere EU-geförderte Vorhaben, die bis zur Kommerzialisierung führen sollen.

Chancen: Gezeitenenergie liefert planbare, CO₂-freie Erzeugung mit hoher Energiedichte. Im Zusammenspiel mit anderen Erneuerbaren und Speichern kann sie zur Netzstabilität beitragen, insbesondere an Küstenregionen mit begrenztem Platz für Wind oder Sonne. Die Technik eignet sich für dezentrale PtX-Anwendungen wie Wasserstoffproduktion vor Ort.

Risiken: Ökologische Effekte sind real und fallabhängig. Studien zu La Rance und Sihwa-ho zeigen gemischte Befunde: Während manche Arten verloren gingen oder Lebensräume sich veränderten, passten sich andere Gemeinschaften an und in einigen Fällen verbesserten sich Wasserqualitätsparameter. Einige relevante Studien sind älter (z. B. NERC-Analysen aus 2008) und liefern wichtige Erkenntnisse, sind aber nicht alle unmittelbar auf moderne, kleine in-flow-Arrays übertragbar.

Ein weiterer Risikofaktor ist die Wirtschaftlichkeit. Die anfänglichen Investitionskosten sind hoch; mögliche Lösungen sind modulare Projektentwicklung, Kostensenkungen durch Serienfertigung und gezielte Förderinstrumente. Auch die Wartungskosten im Salzwasser, Materialermüdung und Netzanbindung spielen eine Rolle.

Schließlich bleibt die Skalierbarkeit begrenzt: Geeignete Standorte mit ausreichendem Hub oder starken Strömungen sind nicht überall vorhanden. Das heißt: Gezeitenenergie kann sinnvoll beitragen, wird aber kaum allein die Energieversorgung übernehmen.

Gezeitenstrom allein erzeugt Energie in vorhersehbaren Zyklen; kombiniert mit Speichern lässt sich die Nutzung deutlich flexibler gestalten. Batterien oder andere elektrische Speicher glätten kurzzyklische Schwankungen und ermöglichen es, konstantere Leistungen an Elektrolyseure zu liefern. In Orkney wurde ein System getestet, das eine Vanadium-Flow-Batterie mit einer Tidal-Turbine koppelt und so permanente Wasserstoffproduktion erlaubt.

Wasserstoff wird dabei nicht nur als Speichermedium gesehen, sondern als Produkt mit praktischen Anwendungen: Treibstoff für die Schifffahrt, Rohstoff für die chemische Industrie oder Zwischenspeicher für synthetische Kraftstoffe. Für abgelegene Anlagen ist lokale H2-Produktion attraktiv, weil sie den Bedarf an teuren Netzerweiterungen reduziert.

Wirtschaftlich ist der Weg noch experimentell: LCOE-Schätzungen für Tidal liegen derzeit höher als bei etablierten Erneuerbaren, weshalb erste H2-Projekte stark von Fördermitteln oder speziellen Abnahmeverträgen abhängig sind. Dennoch liefern Pilotprojekte wichtige Daten, um Produktionskosten zu senken; insbesondere die Kombination aus seriengefertigten Turbinen und standardisierten Hybrid-Containern (Turbine, Batterie, Elektrolyseur, EMS) könnte die Kostenstruktur verbessern.

Netzseitig bieten H2- und Speicherlösungen einen Vorteil: Sie schaffen flexible Abnahmepfade, reduzieren Netzausbaubedarf und erhöhen die wirtschaftliche Verwertbarkeit von Tidenstrom, gerade in Regionen mit begrenztem Netz.

Gezeitenenergie ist eine technisch ausgereifte und vorhersehbare Form erneuerbarer Energie mit klaren Nischen: Orte mit hohem Tidenhub oder starken Strömungen können stabile Produktion liefern. Große Staudämme haben historische Bedeutung, moderne Entwicklungen setzen stärker auf in-flow-Turbinen und modulare Konzepte. Ökologische Bewertungen fallen je nach Standort unterschiedlich aus; deshalb sind begleitende Monitoringprogramme und adaptive Managementpläne notwendig. Die Kombination mit Speichern und Wasserstoffproduktion erhöht die Nutzbarkeit des Stroms – wirtschaftlich ist der Pfad aber weiterhin von Förderinstrumenten und Pilotdaten abhängig. Insgesamt bleibt Gezeitenenergie ein wertvoller, aber standortbegrenzter Baustein eines diversifizierten Energiesystems.