Bei einem Gezeitenkraftwerk handelt es sich um ein Wasserkraftwerk, welches potentielle Energie und kinetische Energie aus dem Tidenhub des Meeres in elektrischen Strom umwandelt.

Die Energie, welche sich ein Gezeitenkraftwerk zu nutzte macht, entstammt der Erddrehung mit Hilfe der Anziehungskraft des Erdtrabanten (des Mondes) und der Sonne auf die Erde. Die Strömungsbewegung der Meere wird durch die Gezeiten geringfügig abgebremst. Dieses Abbremsen wird durch die Stauung der auflaufenden und ablaufenden Strömung und wegen der durch die Nutzung der Energie durch Turbinen und die entstehende Rotationsenergie über elektrische Generatoren in elektrische Nutzenergie herbei geführt.

Die Bauart eines Gezeitenkraftwerks

Klassische Gezeitenkraftwerke werden in der Regel mit einem Staudamm an Meeresbuchten errichtet.
Die Funktionsweise eines Gezeitenkraftwerks

Ein Gezeitenkraftwerk arbeitet mit Hilfe des Staudamm Prinzips. Daher werden sie meistens an Meeresbuchten und Flussmündungen errichtet, welche einen sehr starken Tidenhub haben. Der Tidenhub ist der Unterschied zwischen dem Hochwasserstand und dem Niedrigwasserstand. Damit der Tidenhub gut wirken kann, muss die entsprechende Bucht mit Hilfe eines Deichs abgedämmt werden. In diesem Deich befinden sich Wasserturbinen, welche bei Flut vom einfließenden Wasser und bei Ebbe vom ausfließenden Wasser angetrieben werden. Dieser fortwährende Antrieb kann durch das umstellen der Rotorblätter erreicht werden. Eine sehr effiziente Turbinenart ist die Kaplan Turbine.

Das Gezeitenkraftwerk ist oft auch in der Lage den überschüssigen Strom von anderen Kraftwerken zu nutzen, um viel Meereswasser in den Stauraum zu pumpen. Beim Rückfluss kann dann zusätzlicher elektrischer Strom erzeugt und gewonnen werden. Liegen derartige Prozesse vor, handelt es sich bei dem entsprechenden Gezeitenkraftwerk auch um ein Pumpspeicherkraftwerk. Dies ist die ideale Kombination, da sie sehr effizient ist.

Gezeitenkraftwerke und die Umwelt

Gezeitenkraftwerke und Pumpspeicherkraftwerke sind eine interessante Methode der Energiegewinnung und Stromgewinnung. Dies liegt daran, dass sie mit einer Ressource arbeiten, welche permanent verfügbar ist, der Tidenhub. Der Nachteil dieser Kraftwerke ist jedoch, dass die Standortwahl für ein derartiges Kraftwerk sehr begrenzt ist. Zur Veranschaulichung: ist ein Minimum an Tidenhub von etwa 5 Metern gefordert, so gibt es in etwa einhundert mögliche Standorte auf der Welt, welche für die Errichtung eines Gezeitenkraftwerkes in Frage kommen. Nur knapp die Hälfte dieser Standorte ließe einen wirtschaftlich rentablen Einsatz überhaupt zu. Da die Gezeiten Ebbe und Flut alle 12 Stunden und 24 Minuten auftreten, kann die Leistung nicht gleichmäßig abgegeben werden. Dies ist ein Problem, welches durch hohe Springtiden und schwache Nipptiden zusätzlich vergrößert werden kann. Der Betrieb eines Gezeitenkraftwerks mit Meereswasser, also Salzwasser, verursacht stets eine starke Korrosion an den Turbinen. Dies hat zur Folge, dass der Wartungsaufwand sowie der Reparaturaufwand eines Gezeitenkraftwerks äußerst hoch sind. Dies ist oftmals ein K.O. Kriterium für die Wirtschaftlichkeit eines solchen Kraftwerks.

Gezeitenkraftwerke sind, obwohl sie mit der Kraft der Natur arbeiten, für die Natur unter Umständen problematisch und gefährlich. Dies liegt daran, dass die Flora und Fauna von Küstengewässern sehr sensibel sind und diese durch die Gezeitenkraftwerke stark beeinträchtigt werden. Die Ökosysteme an den Küsten sind durch den natürlichen 12 Stunden Zyklus entstanden. Hinter einem Gezeitenkraftwerk jedoch sind die Phasen etwas verschoben. Des Weiteren wird die natürliche Wanderung von Wassertieren aus die Bucht und wieder in die Bucht sowie in vor Ort einmündende Flüsse behindert und für einige Tiere unmöglich gemacht.

Das Hauptproblem bei einem Gezeitenkraftwerk liegt jedoch bei der sehr begrenzten Standortwahl. Diese haben zur Folge, dass es niemals genug Gezeitenkraftwerke geben kann, um einen großen Anteil der Strombedarfes der Welt decken zu können. Aufgrund der weiteren Nachteile ist auch nicht anzunehmen, dass zu den bereits bestehenden Anlangen noch viele hinzu kommen. Daraus folgt, dass der durch Gezeitenkraftwerke gewonnene Strom immer nur einen kleinen Anteil zu weltweiten Strombedarfsdeckung leisten kann. Aus diesen Gründen müssen Wissenschaftler stets weitere natürliche Methoden zur Energiegewinnung und Stromgewinnung entwickeln. Idealerweise sind die Ressourcen hierfür ausreichend schnell nachwachsender Art, also unendlich verfügbar.

Die Geschichte der Gezeitenkraftwerke

Das allererste Gezeitenkraftwerk war das Gezeitenkraftwerk Rance an der Atlantikküste in der Mündung der Rance in Frankreich. Der erste Spatenstich für dieses Gezeitenkraftwerk fiel im Jahre 1961. Der Bau der Anlage dauerte etwa fünf Jahre. Im Jahre 1966 konnte das Gezeitenkraftwerk Rance eröffnet werden. Es war sehr lange Zeit das größte auf der Welt existierende Gezeitenkraftwerk. Der Tidenhub beträgt in der Bucht von Saint Malo im Durchschnitt 12 Meter. In Ausnahmefällen ist der Tidenhub bis zu 16 Meter hoch. Der Damm ist aus Beton und ungefähr 750 Meter lang. Das Staubecken hat eine Oberfläche von 22 Quadratkilometern und ein Nutzvolumen von knapp 185 Millionen Kubikmetern. Der Damm hat 24 Durchlässe, in denen sich jeweils eine Turbine befindet. Jede dieser Turbinen hat eine Nennleistung von 10 Megawatt. Die komplette Anlage des Gezeitenkraftwerkes hat also eine Leistung von 240 Megawatt und liefert pro Jahr knapp 600 Gigawattstunden an elektrischer Energie. Aufgrund des Aufbaus des Gezeitenkraftwerks Rance, handelt es sich zusätzlich um ein Pumpspeicherkraftwerk (siehe oben).

Bis zum Jahre 2011 war das Gezeitenkraftwerk Rance das größte Gezeitenkraftwerk der Welt. Dieser Rekord wurde durch das Gezeitenkraftwerk Sihwa – ho in Südkorea bei Seoul gebrochen. Dieses Gezeitenkraftwerk hat zehn Turbinen und eine Gesamtnennleistung von 254 Megawatt. Der Damm dieses Kraftwerks ist ungefähr dreizehn Kilometer lang.