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Blaue Energie

Blaue Energie

Blaue Energie ist die Energie, die aus der Osmose stammt, dh aus den Unterschieden in der Salzkonzentration zweier Gewässer. Durch die Trennung dieser Gewässer durch eine Membran kann Elektrizität sowohl direkt als auch indirekt extrahiert werden. Ein solcher Unterschied kann an Orten genutzt werden, an denen frisches Wasser ins Meer fließt.

Es wird auch untersucht, ob der Salzgehalt zuerst mit kalorienarmer Restwärme erhöht werden kann, um Wärme direkt in elektrische Energie umzuwandeln (thermoelektrochemische Systeme). Blaue Energie ist auch völlig frei von Treibhausgasemissionen. Diese erneuerbare Energiequelle ist eine gute Alternative zu nicht erneuerbarer Energie aus fossilen Brennstoffen. Daher ist es eine weitere Option, den Klimawandel umzukehren.

Wie funktioniert blaue Energie?

Eine Salzlösung enthält Energie. Beispielsweise ist die Auflösung von Kochsalz (NaCl) ein endothermer Prozess während der Auflösung, wie dies bei den meisten Salzen der Fall ist. Die Wassertemperatur sinkt. Die Verdunstung von Salzwasser erfordert mehr Energie als Süßwasser. Wenn sich Salz und Süßwasser mit derselben Temperatur überschneiden, steigt die Temperatur leicht an. Folglich wird ein Druck erzeugt, mit dem Hydraulikturbinen so angetrieben werden können, als wäre es eine weitere hydraulische Energiequelle.

Blaue Energie ist eine Methode, um diese freigesetzte Energie (teilweise) in elektrischen Strom umzuwandeln. Tatsächlich ist blaue Energie bereits in der Natur vorhanden. Pflanzenzellen enthalten Salze. Die Salzkonzentration steigt mit der Verdunstung an. Die Wand der Pflanzenzelle ist eine Membran, so dass Wasser durch den Osmoseprozess vom Boden nach oben transportiert wird.

Nachteile der blauen Energie

Die Hauptnachteile der blauen Energie sind die begrenzte Kapazität pro Quadratmeter Membranoberfläche, der Preis und der Widerstand der Membranen.

Ein weiteres Problem ist das Auftreten einer Verunreinigung der Membranen, die schließlich extrem feine Filter sind. Sowohl Süßwasser aus dem Fluss als auch Meerwasser enthalten Algen, Sand und Tonpartikel.

Methoden zur Nutzung der blauen Energie

Druckverzögerte Osmose

Die erste Technik, die druckverzögerte Osmose (PRO), basiert auf Osmose. Wenn das Süßwasser des Flusses und das Salzwasser des Meeres durch eine Membran voneinander getrennt sind, die den Durchgang von Wasser, jedoch nicht von gelösten Substanzen wie Salz ermöglicht, fließt das Süßwasser durch die Membran zur salzigen Seite. Dort wird ein Druck erzeugt, der als Energiequelle genutzt werden kann.

Der Druck steigt theoretisch bei 10 ° C und einer Salzkonzentrationsdifferenz von 3,5% auf 28 bar. Der tatsächliche Druck ist aufgrund der auftretenden Verdünnung niedriger. Mit dem resultierenden Druck kann eine hydraulische Turbine betrieben und Elektrizität erzeugt werden. Brackwasser entsteht als Abfallprodukt; nichts weiter als das, was passiert wäre, wenn das Wasser ohne Hindernisse das Meer erreicht hätte.

Reverse Electrodialysis oder RED

Eine zweite Methode verwendet die umgekehrte Elektrodialyse. Fließendes Salz und frisches Wasser sind von selektiven Ionenmembranen umgeben, was zu einer minimalen Spannung zwischen diesen Membranen führt. Durch die Reihenschaltung der Membranen wird eine nutzbare Spannung erzeugt und sofort Strom erzeugt. Das Problem bleibt eine zu geringe Kapazität pro m² Membranoberfläche.

Ammoniak

Ein drittes Verfahren verwendet Ammoniak (NH 3 ) in einer Brennstoffzelle mit ionenselektiven Membranen. Die kalorienarme Restwärme stellt die erforderliche Konzentrationsdifferenz wieder her und nutzt beispielsweise die Restwärme der Industrie (thermisch regenerative TRAB-Ammoniakbatterie).

Diese Methode zur Nutzung der blauen Energie wird derzeit noch untersucht.

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Erscheinungsdatum: 19. Februar 2020
Geändert am: 19. Februar 2020