TEIL C

Wellenenergie (III) - Ausgewählte Länder

Australien (Fortsetzung)

Die 2006 gegründete Protean Wave Energy Ltd. mit Sitz in Subiaco entwickelt und vermarktet eine Wellenenergie-Technologie, die auf einer Punktabsorber-Boje basiert, welche an der Meeresoberfläche schwimmt und durch das Aus- und Einziehen ihres Verankerungskabels Strom gewinnt. Daneben ist die Firma auch an der Mineralexploration in Südkorea, der Entwicklung und dem Vertrieb von Vanadium-Redox-Flow-Batterien sowie an der Planung, Beschaffung, Installation und dem Betrieb von Solarstromanlagen in Westaustralien beteiligt.

Die zum Patent angemeldete modulare Technologie der Energy Conversion Platform (ECP) wurde ursprünglich vom Leiter des Unternehmens, Sean Moore, entwickelt und patentiert. Ihr größter Vorteil gegenüber anderen Wellenenergietechnologien ist die Fähigkeit, Energie aus einer Vielzahl von gerichteten Meereskräften zu gewinnen. Demnach soll die ECP das einzige bekannte aktuelle Wellenenergiesystem sein, das zur Maximierung des Ertrags alle sechs verfügbaren gerichteten Wellenkräfte nutzt, d.h. Heben (aufwärts/abwärts), Stoßen (vorwärts/zurück), Schwingen (von einer Seite zur anderen), Gieren, Neigen und Rollen. Zudem läßt sich die Anlage in flachem wie auch in tiefem Wasser betreiben.

Einem Bericht vom Juni 2011 zufolge sei die Protean-Technologie bereits erfolgreich mit einem Prototyp im Maßstab 1:3 getestet worden, wobei die Ergebnisse von der Murdoch University in Westaustralien überprüft wurden. Irgendwelche Zahlen oder Daten darüber werden allerdings nicht veröffentlicht. Das aktuelle Ziel ist die Entwicklung einer ECP mit einem Durchmesser von ca. 4,5 m, die zwischen 75 und 300 kW bereitstellen soll. Ein Börsengang im Juli soll hierfür 7,5 Mio. $ beschaffen.

Leider gibt es auch danach keine Details über die weiteren Fortschritte, und erst im August 2014 ist zu erfahren, daß das australische Uran- und Vanadiumexplorationsunternehmen Stonehenge Metals Ltd. eine Vereinbarung zum Erwerb der ECP-Technologie von Protean unterzeichnet hat. Die Vereinbarung gewährt Stonehenge eine exklusive, globale 24-monatige Lizenz sowie eine Option auf den Erwerb von 100 % des Aktienkapitals der Protean Energy Australia Pty Ltd. (PEA), welche die Rechte und Lizenzen an der Technologie hält.

Stonehenge beabsichtigt nun, das Gerät weiter zu entwickeln, um schnell ein vorkommerzielles Pilotmodell zu liefern; eine Reihe von Geräten mit skalierbarer Leistung bereitzustellen; das Protean-Array für kommerzielle Tests vorzubereiten; und die Testergebnisse durch unabhängige technische Experten überprüfen zu lassen. Anschließend will man das System zunächst kleinen und mittelgroßen Kunden anbieten.

Im September plant Stonehenge Metals, durch die Ausgabe von neuen Aktien im Gesamtwert von rund 1,5 Mio. Au-$ die Mittel für die Entwicklung der ECP-Technologie sowie zur Exploration der bestehenden Vanadium-Projekte in Südkorea zu beschaffen. Gut ein Drittel des Betrags soll für die Erprobung und Entwicklung der Wellenkraftanlage bereitgestellt werden.

Im Februar 2015 veröffentlicht die Protean Wave Energy erstmals einen YouTube-Clip, in dem sie ihre Technologie als weniger aufwendig, leichter zu errichten und zu warten beschreibt. Technische Details gibt es aber noch immer nicht zu erfahren. Die gezeigten Test sind mit einem 1,5 m breiten Modell im Meer vor Perth durchgeführt worden.

In der Präsentation wird erklärt, daß eine Welle, die an der Boje vorbeizieht, bewirkt, daß sich diese kreisförmig bewegt. Während sich die Boje bewegt, bewegen sich auch die Gegengewichte, indem sie die Verankerungsseile kontinuierlich verlängern und verkürzen, wodurch die Riemenscheiben in Rotation versetzt werden und die Wellenenergie mittels Elektro-, Hydraulik- oder Wasserpumpen in eine nutzbare Form umwandeln. Dabei können sich die Riemenscheiben entsprechend der Wellenbewegung in jede Richtung drehen.

Das Unternehmen schließt im März das Design eines 1,5 kW Demonstrationsgeräts ab, dessen Fertigung im zweiten Quartal 2015 erfolgt. Im Juni werden Pläne für die Installation einer Reihe von Protean-Wellenenergiegeräten vor der Küste Westaustraliens angekündigt. Hierfür wird zwischen Stonehenge Metals und der Yanchep Beach Joint Venture (YBJV) – die das nachhaltige Stadtzentrum von Yanchep im Bezirk Wanneroo entwickelt – eine entsprechende Absichtserklärung unterzeichnet.

Der geplante Demonstrations-Wellenenergiepark soll den 56 km nördlich von Perth liegenden Küstenvorort  mit Strom versorgen. Es wird erwartet, daß das Projekt in Phasen entwickelt wird – beginnend mit einer ersten einzelnen 1,5 kW Demonstrationsboje, und endend mit einer Demonstrations-Wellenenergiefarm aus 30 Bojen mit einer Gesamtleistung von 45 kW, die in der Nähe von Two Rocks Marina Breakwater installiert werden soll.

Von Juli bis August werden 100 m vor der Küste von Coogee Beach, südlich von Fremantle, und in einer Wassertiefe von ca. 2,5 m Ozeantests mit dem Wellenenergiewandler durchgeführt. Diese zeigen, daß die Protean-Boje wie erwartet funktioniert und auch bei sehr niedrigen Wellenhöhen positiv reagiert. Darüber hinaus gibt Stonehenge Metals bekannt, daß es aus einer nicht genannten Quelle 800.000 $ für die Herstellung der 30 Protean WEC-Bojen für den geplanten vorkommerziellen Wellenenergiepark bekommen habe.

Im September erhält das Unternehmen die formelle Genehmigung der Southern Ports Authority (SPA) für den Einsatz von 30 Bojen in den von Bunbury Port kontrollierten Gewässern vor der Küste Westaustraliens. Im Rahmen des Versuchs sollen die 30 Bojen eng miteinander verbunden und mit Gewichten verankert werden, die mit Wasser gefüllt auf den Meeresboden gesetzt und ferngesteuert mit Druckluft schnell und einfach wieder geleert und heraufgezogen werden können.

Im gleichen Monat kündigt Stonehenge Metals Pläne für die Installation einer kommerziellen Wellenfarm vor Hanimaadhoo Island auf den Malediven an. Hierfür erwirbt die Firma 99 % der Clean Energy Maldives Pvt (CEM), welche die Genehmigung und lokale Unterstützung für den Aufbau einer kommerziellen Wellenenergie-Stromerzeugung und Meerwasserentsalzungsanlage hat. Der Bau der Hanimaadhoo Wave Farm, die mit ihren erwarteten 2 MW Strom das Potential zur Entsalzung von 50.000 Liter Meerwasser pro Tag bietet, hängt allerdings vom erfolgreichen Einsatz der 30 Bojen vor der Küste Westaustraliens ab.

Im Februar 2016 gibt die Protean Wave Energy eine Kapitalerhöhung um 2,5 Mio. AU-$ bekannt, mit denen die Tests der bald einsatzbereiten Demonstrationsfarm in Bunbury unterstützt werden sollen. Außerdem will die Firma eine Machbarkeitsstudie für eine geplante Installation auf den Malediven durchführen sowie Mittel in Tests vor der Küste Kaliforniens und in die die Weiterentwicklung eines Druckluft-Erzeugungs-, Speicherungs- und Übertragungssystems investieren.

Im Laufe dieses Jahres ändert die Firma Stonehenge Metals ihren Namen in Protean Energy Ltd. und bezeichnet sich nun als ein vertikal integriertes Unternehmen für Vanadium-Ressourcen und Vanadium-Redox-Flow-Batterien mit Sitz in Australien, das in Südkorea operiert, dort strategische Partnerschaften unterhält und sich des weiteren auf die Wellenenergie konzentriert.

Im März informiert Protean darüber, daß das U.S. Department of Energy 1,5 Mio. $ für das California Wave Energy Test Center (CalWavesm) an der California Polytechnic University, San Luis Obispo, freigegeben hat, zu dem Protean als Teammitglied gehört – neben Kaliforniens größtem Energieversorger Pacific Gas and Electric Co. und der Vandenberg Air Force Base als Käufer des wellenerzeugten Stroms und Standort der landgestützten Betriebsteile. Das Projekt wird voraussichtlich mit dem Einsatz der ersten Protean-Boje am Cal Poly Pier in San Luis Bay, Kalifornien, beginnen.

Die erste Protean-Boje wird dann im Mai vor der westaustralischen Stadt Bunbury erfolgreich zu Wasser gelassen. Sie erzeugt Druckluft zum Antreiben eines Pneumatikmotors, der wiederum einen elektrischen Generator antreibt. Die erste Stufe des Projekts besteht aus drei Bojen, die spätestens Ende September 2016 in Betrieb gehen und für einen Testzeitraum von bis zu sechs Monaten getestet werden sollen.

Im Dezember erhält die Protean Energy 710.000 AU-$ als Steuerrückerstattungs-Beihilfe zur Forschung und Entwicklung, um die Design-, Entwicklungs- und kommerziellen Aktivitäten für ihren Wellenenergiekonverter fortzusetzen. Die Erstattung ergibt sich aus den Ausgaben für Forschungs- und Entwicklungstätigkeiten, die im letzten Steuerjahr von Protean durchgeführt wurden.

Danach bleibt es seltsam ruhig um die Firma, und auch über den Einsatz vor Bunbury ist nichts mehr zu hören. Es gibt noch nicht einmal die Bestzätigung dafür, daß die drei Bojen installiert - oder die 30 Stück überhaupt hersgestellt wurden, wie angekündigt.

Die jüngste und bislang letzte Meldung stammt vom August 2018. Demnach hat Protean Energy zugestimmt, ihre Wellenenergietechnologie an die ebenfalls australische Firma Pearl Clean Energy zu verkaufen. Diese erhält innerhalb von fünf Jahren 100 % der Wellenenergie-Ressourcen von Protean Energy, wofür mindestens 700.000 AU-$ fällig werden.

Darüber hinaus wird Pearl in den ersten zehn Jahren nach Unterzeichnung der Vereinbarung eine Lizenzgebühr in Höhe von 1,5 % auf alle künftigen Einnahmen aus den Wellenenergie-Anlagen an die Protean entrichten, die sich selbst auf die Entwicklung eines Vanadium-Projekts in Korea und auf die Kommerzialisierung der Vanadium-Redox-Flow-Batterietechnologie konzentrieren will.

Das in New Jersey, USA, beheimatete Wellenenergie-Startup Ocean Power Technologies Inc. (OPT) (s.u.) unterzeichnet im September 2008 eine Vereinbarung mit dem australischen Energieversorger Griffin Energy, um von der Küste Westaustraliens eine 10 - 100 MW Anlage zu installieren und zu betreiben. Eine ähnliche Vereinbarung wird im Dezember 2008 mit dem australischen Unternehmen Leighton Contractors aus Chatswood getroffen, bei der es um Wellenkraftwerke an den Küsten Australiens und Neuseelands geht. Hierbei tritt als Vertragspartner bereits die Ocean Power Technologies (Australasia) Pty Ltd. (OPTA) auf, als Tochter der OPT.

Im November 2009 bekommt das Unternehmen einen staatlichen Zuschuß des Department of Resources, Energy and Tourism bzw. der ARENA in Höhe von ca. 66,5 AU-$ zugesagt, um ab September 2010 eine 19 MW Anlage zu bauen, die 10.000 Haushalte versorgen kann. Dieses Projekt wird von der Firma Victorian Wave Partners Pty Ltd. (VWP) geleitet, die von OPT und Leighton gegründet wird, kommt dann aber längere Zeit nicht weiter voran.

Im Juli 2012 tun sich die beiden US-Unternehmen Ocean Power Technologies (OPT) und Lockheed Martin zusammen, um das weltweit größte netzverbundene Wellenenergie-Projekt zu verwirklichen – vermutlich sehr zum Ärger der lokalen Unternehmen. Lockheed ersetzt dabei die australische Beteiligungsgesellschaft Leighton Holdings als Hauptauftragnehmer des 233 Mio. $ Projekts.

Die langfristige Vereinbarung zwischen den beiden neuen Partnern sieht vor, daß Lockheed Martin OPT bei der Konstruktion und Produktion der PowerBuoys unterstützt, ebenso wie in den Bereichen Marketing, Versorgung und allgemeines Programm-Management. Das Projekt umfaßt die Installation von 28 PowerBuoys (andere Quellen: 45 Stück) und fünf Unterwasser-Umspann-Stationen, um den Energiebedarf von rund 10.000 Haushalten zu decken. Langfristig ist die Anlage darauf angelegt, auf bis zu 100 MW hochskaliert zu werden.

Beginnen will man mit der Errichtung im Jahr 2013, und der erste Strom soll 2014 ins Netz geliefert werden – wobei die Installation aller PowerBuoy Einheiten allerdings nicht vor 2017 abgeschlossen werden wird. In der ersten Phase des Projekts sollen drei Stück der 150 kW PowerBuoys installiert werden, gefolgt von der zweiten und dritten Phase mit 7 bzw. 18 PowerBuoys der nächsten Generation mit jeweils 500 kW Leistung. Wie man damit rechnerisch auf 19 MW kommen will, ist jedoch nicht ganz nachzuvollziehen. Mehr zu der PowerBuoy-Technologie von OPT in der Länderübersicht USA.

Was das VWP-Projekt in Australien anbelangt, so wird der Vertrag mit Lockheed Martin im Februar 2014 unterzeichnet, um nun endlich mit der Entwicklung des „weltweit größten Wellenenergieprojekts“ zu beginnen – in Form einer 2,5 MW Demonstrationsanlage. Tatsächlich wird das gesamte Projekt jedoch schon im Juli als ‚kommerziell unrentabel‘ storniert und alle Arbeiten daran einstellt.

Die Firma Wave Rider Energy Pty Ltd. aus Adelaide erscheint zum ersten mal im Mai 2009 in der Presse, als die südaustralische Regierung bekannt gibt, daß sie eine 5 Mio. $ teure Wellenenergie-Pilotanlage in der Nähe von Elliston auf der Halbinsel Eyre genehmigt habe. Der Energiekonverter des Unternehmens soll 800 m vor der Küste in einer Tiefe von 30 m aufgestellt werden. Leider läßt sich nichts über den Hintergrund der vermutlich Ende 2007 von Christian Gerlach gegründeten Firma finden.

Im Februar 2010 folgt die Meldung, daß man hofft, innerhalb weniger Monate auch die Genehmigung des Bundes für die Pilotanlage zu erhalten, die darauf abzielt, die Wirtschaftlichkeit der Wave Rider Wellenenergietechnologie zu belegen. Ein Prototyp, über den die Firma nichts veröffentlicht, soll so erfolgreich gewesen sein, daß nun eine Anlage mit 75 % der endgültigen Größe gebaut werden soll, was eine sehr seltsame Entscheidung ist.

Es ist geplant, mit den Arbeiten an der 250 Tonnen schweren schwimmenden Plattform aus Kohlenstoffstahl noch in diesem Jahr zu beginnen. Die Plattform ist am Meeresboden verankert und wird von sieben Pontons getragen, wobei der gesamte Mechanismus immer an der Oberfläche der Wellen gehalten wird. Hydraulik- oder andere Flüssigkeiten, die bei einigen anderen Umsetzungen Probleme verursacht haben, gibt es keine. Ans Netz angeschlossen wird die vollmechanische Anlage in der Forschungsphase noch nicht.

Die Entwicklung scheint sich danach aber sehr verzögert zu haben, denn erst Ende November 2011 gibt es neue Informationen, denen zufolge die Wave Rider Pilotanlage nun im Port Adelaide River erfolgreich in Betrieb genommen wurde – und dies sogar persönlich durch den Minister für Produktion, Innovation, Handel, Ressourcen und Energie Tom Koutsantonis. Als nächstes ist geplant, die Stahlkonstruktion im März 2012 mit Hilfe von Schleppern auf eine zweitägige Reise zu ihrem Liegeplatz vor Elliston bringen und dort für die Dauer von 12 Monaten in Betrieb zu nehmen.

Nun gibt es auch endlich einige Details, so zum Beispiel, daß der Prototyp in China konzipiert worden sei, aber nun erstmals international getestet werden soll. Die jetzt auf ein Gewicht von 290 Tonnen bezifferte Konstruktion wird von sieben Auftriebspontons getragen, die ein Drittel ihrer 4 m Höhe über Wasser halten. Die Wellen lassen dann zwei Reihen mit insgesamt 144 unter der Oberfläche liegenden Bojen auf und ab steigen, welche über ein Kettensystem eine Achse in Rotation versetzen und 14 Generatoren antreiben. Etwa 500 Sensoren und einige an der Struktur befestigte Videokameras werden die Energiedaten drahtlos zum Kontrollzentrum in Adelaide zurücksenden.

Das 111 m lange und 13 m breite offene Stahlkäfigsystem wurde von RPG Australia in Kilburn in 12 Abschnitten hergestellt und anschließend zum TechPort Werk transportiert, wo sie miteinander verbunden wurden. Um sicherzustellen, daß das System auch einem 100-Jahres-Sturm standhält, sind die Ergebnisse einer umfangreichen Modellierungsforschung in das Design der Pilotanlage eingeflossen, die von drei großen Ankern an Ort und Stelle gehalten wird.

Die Pontons haben Bögen, um Robben davon abzuhalten, an Bord zu steigen und ihr Gewichtsverhältnis zu beeinflussen. Zudem gibt es Pläne zur Überwachung von Material, das sich in der Struktur verfangen könnte. Als Warnsystem für Boote besitzt die Struktur solare Sicherheitsleuchten.

Im Juli 2013 gibt die Firma die nächste Phase ihres Wellenenergie-Projekts bekannt, in der eine neue vorkommerzielle Wave Rider-Plattform gebaut werden soll. Ohne irgendwelche Belege zu veröffentlichen, behauptet daß Unternehmen, daß man mit der Leistung des bisherigen Modells, die bei rund 500 kW lag, sehr zufrieden war. Das System sei auch unter hohen Wellenbedingungen stabil geblieben.

Die Pilotanlage habe zudem genügend Daten zur Verfügung gestellt, so daß sich weitere Tests erübrigen würden. Ein weiteres Argument ist, daß der Aufbau einer vorkommerziellen Plattform erhebliche Investitionen erfordert, weshalb man sich entschieden habe, lieber in diese zu investieren, als mit dem aktuellen Pilotprojekt fortzufahren.

Im September 2014 gibt das Unternehmen einige Details über die neue Anlage preis, die 150 m lang, 13 m breit und 6 m hoch sein wird. Sie ist für Wassertiefen von 30 – 40 m ausgelegt und soll bei einer konservativ geschätzten Effizienz von 40 % eine durchschnittliche Leistung von 1 MW erreichen.

Die nächste Meldung stammt vom Mai 2015 und besagt, daß man mit der Entwicklung des neuesten Wave Riders, der nun eine Leistung von 2 MW haben wird, große Fortschritte gemacht habe. Außerdem habe die Firma mit der Entwicklung kleinskaliger Wellenenergieeinheiten begonnen, die mobil sind und Energie in kleineren Mengen für den Hausgebrauch oder für kleinere kommerzielle Anwendungen an abgelegenen Orten bereitstellen können. Damit scheint das Ganze aber eine Ende gefunden zu haben, denn danach ist nicht mehr darüber zu hören.

Hinweis: Es gibt eine gleichnamige Anlage zur Nutzung der Wellenenergie der kalifornischen Firma SeaVolt Technologies Inc., die mit dem vorgenannten System allerdings nichts zu tun hat (s.u. USA).

Im Oktober 2009 tritt erstmals die Firma Advanced Wave Power Pty Ltd. (AWP) aus Toowong, Queensland, auf den Plan. Auch die von dem Unternehmensgründer Ivan Voropaev erfundene Nautilus Anlage funktioniert nach dem OWC-Prinzip.

Voropaev begann seine Karriere im russischen militärischen Raumfahrtprogramm. Das schwimmende Gerät ermöglicht den unter dem Rumpf passierenden Wellen, die Luft von einer Kammer in die nächste zu schieben und zu komprimieren. Die Bewegung der Luft treibt wiederum eine Turbine zur Stromerzeugung. Der Bau des nur 200,000 $ teuren Prototyps wird zu 80 % durch die Regierung von Queensland finanziert.

AWP testet die 30 m lange und jeweils 1,5 m breite und ebenso hohe Anlage ab Juni 2009 für sechs Monate in der Morton Bay, gut 5 km östlich von Nudgee Beach. Sie leistet allerdings nur bescheidene 300 W.

Das Unternehmen sagt, daß seine Technologie im Vergleich zu ähnlichen Systemen der pneumatischen Umwandlung von Wellenenergie die höchste Effizienz besitzt. Die Versuche zeigen einen Wirkungsgrad von Welle zu Strom von 16 % bei niedrigen Wellenbedingungen, und 32 % bei windigem Wetter.

Man sucht nun Partner zur weiteren Entwicklung und Vermarktung der Technologie. Eine kommerzielle Version aus Beton in den Maßen 50 x 200 m soll je nach Wellenstärke 430 - 680 kW liefern können. Einem Bericht vom September 2014 zufolge nennt Voropaev seine Anlage inzwischen Wave Mill. Aktuellere Informationen gibt es bislang nicht.

Die im Jahr 2003 gegründete Firma Perpetuwave Power Pty Ltd. aus Clontarf, Queensland, erhält Ende 2009 das Weltpatent für einen fortschrittlichen Wellenenergiewandler (WO-Nr. 2009137884, Priorität: AU-Nr. 2008902409 von 2008). Patentinhaber und Firmenleiter ist Glen Dullaway.

Das System basiert auf einer Anordnung von unabhängig betriebenen, länglichen Schwimmern, welche die Wellenenergie über zwei oder mehr Gelenkarme aufnehmen. Die mechanische Energie in den Armen wird über einen einfachen Direktantrieb auf einen konventionellen Drehstromgenerator in Elektrizität umgewandelt.

In die Presse kommt Perpetuwave erst im Juni 2014, als die Firma bekannt gibt, daß ihre kürzlich gegründete Tochtergesellschaft Perpetuwave Power UK Ltd. einen Zuschuß in Höhe von 113.000 $ aus dem Konvergenzprogramm des Europäischen Fonds für regionale Entwicklung erhalten habe, um die Entwicklung der Wave Harvester-Technologie des Unternehmens zu unterstützen, die von Perpetuwave als die effizienteste der Welt gehalten wird, da der Wirkungsgrad bis zu 40 % betragen soll.

Das Unternehmen wird nun ein Büro in Cornwall eröffnen und eng mit der University of Exeter zusammenarbeiten. Im Rahmen der Förderung wird die Tochtergesellschaft eine Reihe von Tests an einem Prototyp durchführen, um authentische Leistungsdaten zu erhalten. Diese sollen dann verwendet werden, um die Stromerzeugung und den Umsatz kommerzieller Projekte zuverlässig vorherzusagen – und um zu einer groß angelegten Pilotanlage zu gelangen. Irgendwelche Daten werden aber nicht mitgeteilt.

Im Mai 2015 präsentiert Perpetuwave ein Punktabsorber-Wellenenergiegerät namens Xtracta, das auf einer sogenannten Hybrid Float-Technologie basiert, die durch mathematische Modellierung entwickelt wurde. Auch diese Vorrichtung besitzt eine Anordnung von Schwimmern, welche die Oberflächenwellen über ein Direktantriebssystem nutzen, und scheint sich auch sonst nicht sehr von dem Vorgänger zu unterscheiden. Dies ist das letzte mal, daß man etwas über Perpetuwave hört.

Im Oktober 2010 wird das Konzept einer futuristischen, nachhaltigen und selbsterhaltenden Stadt in der Mitte des Ozeans veröffentlicht, das die australischen Architekten David John McMorrow und Mario Celik als Beitrag zur Wohnraumbeschaffung für einen Bruchteil der Milliarden des Jahres 2050 geplant haben.

Der Wohnturm namens Sustainable Ozean Living (SOL) ist als komplexe, organische Megastruktur in der Mitte von einem Yachthafen-Komplex gedacht, die für die beherbergten Menschen Nahrungsmittel und Energie erzeugt, letztere durch Windenergie sowie Wellenenergie-Bojen, weshalb der Entwurf hier aufgeführt wird.

Die ästhetisch gestaltete Konstruktion verfügt über vertikale Gärten für die Landwirtschaft, eine Lebensmittelerzeugung durch Ozean-Fischfarmen und eine Marina mit Luxus-Hotels, Restaurants und andere Einrichtungen. Der SOL Turm wurde für einen Standort 10 km vor der Küste von Perth entwickelt, kann aber auch irgendwo anders existieren – wenn er denn jemals realisiert wird.

Im Januar 2012 wird von den Brüdern Glen und Shawn Ryan, zwei Ingenieuren aus Westaustralien, die Firma Bombora Wave Power Pty Ltd. gegründet. Die Technologie, mit der sich das Unternehmen beschäftigt, wurde von den beiden Gründern im Laufe von fünf Jahren innerhalb ihrer Ingenieur-Beratungsfirma Rytech Australia Pty Ltd. entwickelt. 2009 hatten sie beispielsweise kleinen Prototypen gebaut und getestet, wobei sie einen Traktor nutzten, um in einem Schwimmbecken Wellen zu erzeugen. 2012 wird das erste Patent erteilt.

Die Technologie wird nun an die neue Bombora übertragen, um des Wave Energy Converter Device (WECD) weiterzuentwickeln und zu kommerzialisieren. Bombora (Bommie) ist übrigens ein einheimischer australischer Ausdruck für eine Reihe großer Wellen, die sich in einiger Entfernung von der Küste über untergetauchten Felsen, einem Riff oder einer Sandbank brechen.

Das neuartige Wellenkraftwerk ist speziell dafür konzipiert, um in der Nähe der Küste Wellen mit einer Höhe von nur 1,4 m zu nutzen, wofür es flexible, mit Luft gefüllte Membranzellen verwendet.

Wenn Wellen über das System laufen, funktioniert es ähnlich wie eine Reihe von Fußpumpen, die Luft in ein gemeinsames Verteiler-System pressen, um dann ein Turbine mit Generator zu betreiben. Dabei werden einzelne Membranzellen durch den hohen Druck in Bereichen unter dem Wellenberg komprimiert, während sie sich in den Bereichen niederen Drucks unterhalb des Wellentals ausdehnen. Diese hohen und niedrigen Drücke stellen eine Druckdifferenz dar, die dazu führt, daß Luft durch den geschlossenen Kreislauf strömt.

Rückschlagventile zwischen den Membranzellen und den Verteilern bewirken, daß die Luft immer nur in eine Richtung strömt und von einer pulsierenden Welle zu einer glatten und gleichmäßigen Strömung reguliert wird, was ein effizientes Turbinenkonzept ermöglicht. Aufgrund der niedrigen Materialkosten, der Robustheit der Schlüsselkomponenten und dem relativ wartungsarmen Design werden geringe Stromerzeugungskosten erwartet.

Die Wahl von Luft als Arbeitsmedium beruht dem Unternehmen zufolge darauf, daß im Falle von Flüssigkeiten, wie sie häufig bei anderen Systemen genutzt werden, erhebliche Reibungsverluste auftreten, und das die träge Phasenverschiebung (hervorrufen vom Beschleunigen und Abbremsen der Flüssigkeit) das System langsam und nicht anpassungsfähig genug macht, den Energiefluß der vorbeiziehenden Welle über eine breite Palette von Betriebsbedingungen effektiv zu erfassen.

Die Planungen sehen ein etwa 80 m breites und V-förmiges System vor, das parallel zu den Wellen ausgerichtet 4 – 15 m unterhalb der Wasseroberfläche auf dem Meeresboden sitzt. In dieser Größe soll das Wellenkraftwerk 1,5 MW leisten können. Das Unternehmen hat bereits einen Großversuch in einem Wellen-Simulator gemacht, jedoch noch keinen auf offener See. Details über die Ergebnisse sind bisher nicht veröffentlicht worden.

Im März 2013 kommt Bombora ins Scheinwerferlicht, als die Firma zu einem der fünf Gewinner der ersten ecomagination ANZ-Challenge des Energiekonzerns GE in Australien und Neuseeland gekürt wird – was mit einem Preisgeld von 100.000 AU-$ verbunden ist. GE soll sogar überlegen, mit 10 Mio. $ in das australische Unternehmen einzusteigen.

Für Bombora könnte der Preis zu keinem besseren Zeitpunkt kommen, denn bislang hatten die Gründer die Finanzierung des Projekts aus eigener Tasche übernommen und nun beschlossen, die Entwicklung zu beschleunigen – was nun eine erste Runde der externen Kapitalbeschaffung notwendig macht.

Benötigt werden erst einmal rund 4 Mio. AU-$ für eine zweijährige Design- und Engineering-Phase. Anschließend will Bombora innerhalb eines dreijährigen Programms den ersten kommerziellen Demonstrator bauen, installieren und testen. Um potentielle Standorte für eine Pilotanlage zu finden, wird eine Kooperation mit dem Centre for Offshore Foundations der University of Western Australia eingegangen.

Im September 2014 wird gemeldet, daß die Wellentanktests des ersten Prototyps im Maßstab 1:15 am Australian Maritime College in Tasmanien zwischenzeitlich abgeschlossen wurden. Zudem konnte die Seedfinanzierung für einen kleinen Feldversuch gesichert werden, der noch im Laufe des Jahres an der Anlegestelle von Como am Swan River in Perth geschehen soll, und für den Bombora bereits eine Genehmigung hat.

Mittelfristig ist geplant, bis 2018 eine kommerzielle 1,5 MW Pilotanlage in Form einer einzigen Einheit an einem Standort in Australien zu errichten. Daneben prüft das Unternehmen auch Standorte vor Schottland, Irland und Mauritius.

Genau ein Jahr später, im September 2015, kommt Bombora mit dem Einsatz eines mittelgroßen Prototyps im Maßstab 1:7 bei Como Jetty, Melville Waters, einem Abschnitt des Swan River in Perth, der kommerziellen Umsetzung einen großen Schritt näher. Der ein jährige Feldversuch in einer realen Umgebung ermöglicht es, eine Reihe von Systemkonfigurationen zu testen, um die wichtigsten Entwurfs- und Kontrollsysteme zu optimieren, bevor mit Versuchen in voller Größe begonnen wird.

Zu diesem Zeitpunkt ist zwar nur ein Arm des inzwischen mWave converter genannten Geräts installiert, aber sobald die weitere Finanzierung gesichert ist, kann der zweite Arm hinzugefügt werden. Im Laufe des Jahres erhält die Firma einen Zuschuß der ARENA, um eine Machbarkeitsstudie durchzuführen, sowie einen weiteren Zuschuß für die beschleunigte Vermarktung des Konverters. Der groß angelegte Prototypeneinsatz soll im Folgejahr starten.

Ebenfalls 2015 beginnt Bombora die Installation eines 60 MW Wellenparks bei der portigiesischen Halbinsel Peniche vorzubereiten, die 2017 erfolgen soll. Hierbei arbeitet die Firma mit der portugiesischen WavEC zusammen. Die Machbarkeitsstudie für das Projekt wird 2016 abgeschlossen. Außerdem eröffnet Bombora ein Büro in Lissabon, um die europäischen Aktivitäten zu beschleunigen.

Im Jahr 2017 kommt die Planung eines kommerziellen 1,5 MW Projekts in Albany hinzu. Bei dem Albany Wave Energy Project (AWEP), das bis 2020 in Betrieb gehen soll, handelt es sich um eine Initiative der Regierung von Westaustralien zur Nutzung der Wellenenergie. Des weiteren unterstützt der im November neu hinzugekommene strategische Investor Enzen Global Solutions aus Indien den Bau der ersten kommerziellen mWave mit einer Investition von mehreren Millionen Dollar, und im südwestlichen Wales am Pembroke Dock wird der europäische Hauptsitz errichtet.

Im April 2018 beauftragt die europäische Tochtergesellschaft der Bombora den Luftkissenfahrzeughersteller Griffon Hoverwork mit der mit der Planung, Herstellung, Lieferung, Installation und Validierung des flexiblen Membransystems für den Wellenenergiekonverter. Zum Leistungsumfang gehören auch die Fixierung, Prüfung und Überwachung der großflächigen, robusten Membran, die für den längeren zyklischen Einsatz in Meerwasser geeignet ist.

Im September gelingt es Bombora, von der walisischen Regierung über 10,3 Mio. £ an EU-Mitteln für den Bau und die Vermarktung der mWave-Technologie zu erhalten. Zu dieser Zeit werden neben den o.g. Projekten in Peniche und Albany noch zwei weitere verfolgt: Zum einen ist für Billia Croo auf den Orkney Islands, ein Standort, der vom European Marine Energy Centre (EMEC) betrieben wird, und mit Hilfe eines FORESEA-Zuschusses (Funding Ocean Renewable Energy through Strategic European Action), ein kommerzielles Einsatzgebiet für eine Reihe von mWave-Konvertern in der Entwicklung; zum anderen soll am Pembroke Dock der 1,5 MW Prototyp entwickelt, hergestellt und getestet werden.

Ende November 2018 gibt die Bombora bekannt, daß sie mit dem portugiesische Unternehmen Kymaner einen Vertrag unterzeichnet hat, um bis Ende 2019 die bislang größte Luftturbine für die Umwandlung von Wellenenergie mit einer maximalen Nennleistung von 1,5 MW zu liefern. Ursprünglich sollte die Installation des Systems bereits 2017 stattfinden.

Die unidirektionale Luftturbine wird das innovative mWave-System von Bombora integrieren, das in den nächsten zwei Jahren vor der Küste von Wales zu Testzwecken installiert werden soll. Die Lieferung umfaßt die Luftumwälzkanäle, die Instrumentierung und die Steuerung der Nebenabtriebsanlage, und sowohl die Fertigung als auch die Montage werden in Portugal durchgeführt.

Einer Meldung vom Februar 2019 zufolge wird das Ingenieurbüro Apollo die etwa 76 m lange, 17,5 m breite und 5 m hohe Hauptstruktur des Wellenkraft-Demonstrators planen, die verwendet wird, um die Module zusammenzuhalten, aus denen das mWave-Gerät besteht. Im März beauftragt die Bombora die walisische Firma Mainstay Marine Solutions Ltd. mit der Herstellung und Montage der Hauptstruktur für den ersten mWave in Originalgröße. Die  Ganzstahlkonstruktion soll im Frühjahr nächsten Jahres geliefert werden.

Im April entscheidet sich die Beratungsorganisation Enzen Spain SL für einen netzgekoppelten mWave-Wellenenergiekonverter, der im Atlantik an der Nordseite von Lanzarote installiert werden soll. In der ersten Phase des Projekts sollen dort 2 – 4 MW durch den Einsatz eines mWaves-Arrays bereitgestellt werden.

Die Vergabe des Auftrags für die Herstellung der jeweils 30 Tonnen schweren Zellmodule für den mWave-Demonstrator erfolgt im August an den in Pembrokeshire ansässigen Hersteller Altrad Services. Im Oktober erhält die Bombora sowohl die Onshore- als auch die Offshore-Lizenz für den Einsatz und die Erprobung des mWave.

Im Mai 2020 startet die Bombora zusammen mit dem Marine Energy Engineering Centre of Excellence (MEECE), das dem Offshore Renewable Energy (ORE) Catapult in Wales untersteht, ein Forschungsprojekt zur schwimmenden Wellentechnologie, bei dem eine technisch-wirtschaftliche Bewertung der Ausweitung der mWave-Technologie auf eine Offshore-Umgebung durchgeführt und die Machbarkeit der gemeinsamen Nutzung mit schwimmenden Windkraftanlagen untersucht wird.

Im Juli wird das erste der vier 15 m langen Zellmodule in Originalgröße, die zusammen die 900 Tonnen schwere, 75 m lange, 15 m breite und 6 m hohe Unterwasseranlage bilden, von der Fertigungswerkstatt der Altrad Services zur Montagewerkstatt der Mainstay Marine Solutions transportiert.

Im November schließt die Bombora mit der Technip FMC, einem Unternehmen auf dem Gebiet der Ölfelddienstleistungen und des Anlagenbaus, eine Vereinbarung über die Entwicklung eines schwimmenden Offshore-Windkraftfundaments, in welchem mWave-Anlagen integriert sind. Im Rahmen eines nun anlaufenden und InSPIRE genannten Projekts, das aus zwei Phasen besteht, sollen folgende Hybridsysteme entwickelt werden:

In Phase 1 ist ein 6 MW Demonstrator geplant, der eine 2 MW mWave-Anlage mit einer 4 MW Windturbine auf einer gemeinsamen schwimmenden Plattform kombiniert, während die Phase 2 kommerzielle Plattformen der Serie 1 und 2 vorsieht, bei denen eine 4 MW mWave-Anlage mit einer 8 MW Windturbine kombiniert werden, bzw. eine 6 MW mWave-Anlage mit einer 12 MW Windturbine. Die Konstruktion soll im Laufe des Folgejahres erfolgen.

Nachdem die Bombora im Januar 2021 eine Vereinbarung mit dem japanischen Schiffahrtsunternehmen Mitsui O.S.K. Lines (MOL) schließt, um die Aussichten des Wellenenergiegeschäfts in Japan und Asien zu bewerten, teilt die MOL im Oktober mit, daß ihr geplantes Wellenenergieprojekt in Mauritius, das zusammen mit der Bombora entwickelt werden soll, vom japanischen Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) subventioniert wird.

Im Januar wir die Kooperation durch ein Investition der MOL in Höhe von 3,54 Mio. £ verstärkt, wobei die Mittel für die weitere Entwicklung und die Fertigstellung des 1,5 MW mWave-Projekts verwendet werden sollen.

Die Firma beginnt im Juli 2022 mit den abschließenden Tests und der Montage des mWave vor dem Einsatz im Meer. Im August wird in der FloWave-Tank-Testanlage der Universität von Edinburgh der Test des schwimmenden Fundamentsystems für die InSPIRE-Lösung abgeschlossen, das in Zusammenarbeit mit TechnipFMC entwickelt wurde.

Etwas verworren ist die Geschichte der australischen Firma Marine Power Technologies Pty Ltd. (MPT), die im Mai 2012 einen 3-Jahres-Vertrag an die Wood Group Kenny vergibt, um das Energy Island genannte Konzept der MPT zu entwickeln. Der Partner gilt als der weltgrößte Spezialist für Unterwasser-, Pipeline- und Engineering-Arbeiten, und ist Teil des international tätigen britischen Energiedienstleisters Wood Group (WG), der sich primär mit der Erschließung und Ausbeutung von Erdöl- und Gasvorkommen befaßt und seine Expertise nun auf dem aufstrebenden globalen Markt für Erneuerbare Energien diversifizieren will.

Bei dem Konzept handelt es sich um eine dreieckige Insel, die mit sechs OWC-Systemen und einer Offshore-Windturbine bestückt in der Lage ist, bis zu 10 MW Leistung zu erzeugen. Um eine Energiefarm zu schaffen, sollen sechs oder mehr Energieinseln miteinander verbunden werden.

Der Leistungsumfang der Wood Group Kenny beinhaltet eine Datenerhebung, die ein breites Spektrum an umwelt- und technischen Fragen abdeckt, sowie konzeptionelle Studien zur Definition des Layouts und der Konfiguration der gesamten Anordnung. Anschließend sollen die Möglichkeiten für die Installation von Energiefarmen entlang der südlichen Küste Australiens ermittelt werden. Zudem soll das Konzept mit der Option weiter optimiert werden, die erzeugte elektrische Energie direkt auf der Insel zu nutzen, um Meerwasser zu entsalzen und an die Küste zu leiten.

Die MPT geht im April 2014 in Liquidation, ohne daß es irgendwelche weiteren Informationen über den Fortgang des Projekts gibt. Dabei ist anzumerken, daß die Idee der Energie-Inseln an sich schon sehr alt ist, wie man unter Maritime Solarinseln und Habitate lesen kann (s.d.). Um das Jahr 2000 herum gab es sogar eine Firma Energy Island Ltd. mit Hauptsitz in London, die das Konzept eine Zeitlang weiterentwickelt hat.

Als Nachfolgerin der MPT tritt die in Melbourne beheimatete Firma Global Renewable Solutions Pty Ltd. (GRS) auf, die dasselbe System, das bestehende Offshore-Wind- und Wellen-Technologien in einer einzigen modularen Struktur vereint, nun unter dem Namen Power Platform vermarkten will. Strukturell ähnelt das System den bekannten Öl- und Gasplattformen, die zum Einsatzort hinausgeschleppt und dort in Wassertiefen von 25 – 30 m verankert werden. Die sechs OWCs sind für eine Leistung von je 1 MW, die Windturbine für 3 MW ausgelegt.

Die neue Firma konzentriert ihre Aktivitäten allerdings nicht mehr auf Australien, sondern gründet im Juli 2014 eine irische Tochtergesellschaft namens GRSI Energy Ltd. und plant, das erste Gerät im Maßstab 1: 4 vor der Westküste Irlands zu installieren und intensiv zu testen. Die irischen Regierung soll den Standort im Gebiet der Galway Bay bereits bestätigt haben, und bis Ende 2015 ist geplant, das benötigte Umspannwerk fertig zu stellen. Der Einsatz der Anlage soll dann im Jahr 2017 folgen. Darüber hinaus werden Projektstandorte in Südaustralien und Indonesien ins Auge gefaßt.

Da die GRS bislang nur private Investitionen erhalten hat und nur mit minimalem Personaleinsatz arbeiten kann, sieht sich die Firma eher als Integrator denn als Entwickler, weshalb die meisten Aufgaben im Bereich Engineering, numerische Modellierung und Tests an andere Unternehmen vergeben werden sollen. Dies scheint dann aber auch das Ende der Geschichte zu sein, denn über irgendwelche weiteren Schritte ist nichts mehr zu erfahren.

(Die GRS sollte nicht mit der britischen Global Renewable Solutions Ltd. bzw. der US-amerikanischen Global Renewable Solutions verwechselt werden, die beide nichts mit der Wellenenergie zu tun haben).

Im Mai 2017 wird in den Fachblogs erstmals über ein neues Gerät zur Nutzung von Meereswellen bertichtet, das von dem im Vorjahr gegründeten australischen Unternehmen Wave Swell Energy Ltd. (WSE) in Zusammenarbeit mit dem Australian Maritime College (AMC) in Tasmanien entwickelt wird, einem Teil der University of Tasmania.

Der Erfinder der Technologie, Tom Denniss, schlug Ende 1990 erstmals eine frühere Version davon vor. Nun leitete er das laufende F&E-Programm und den anschließenden Bau des ersten großtechnischen, ozeanbasierten Prototyps, der auf einer Erweiterung der oszillierenden Wassersäule (OWC) basiert, aufgrund einiger Neuerungen jedoch leistungsstärker, einfacher im Design und daher robuster und auch kostengünstiger als andere OWC-Technologien sein soll.

Das System hat die Form einer Beton-Säule, die im Meer sitzt und Wellen in und aus einer zentralen Kammer lenkt, was dazu führt, daß Luft durch einen Einlaß über der Wasseroberfläche gezogen wird, um eine Turbine anzutreiben. Die Struktur selbst mißt 20 x 20 m und ist 18 m hoch, wobei 8 m über die Wasserlinie hinausragen, ohne daß es unterhalb davon bewegliche Teile gibt.

Der entscheidende Unterschied gegenüber den üblichen OWC-Systemen mit bidirektionaler Luftströmung ist, daß die Luft bei der neuen Vorrichtung durch eine Ventilsteuerung nur in eine Richtung fließt, wodurch die Turbine selbst viel einfacher sein kann. Zudem nutzt das Gerät die Resonanz, indem es bei der Eigenfrequenz der Wellen betrieben wird. Dadurch soll es eine Effizienz von etwa 47 % erreichen.

Bisher hat WSE die Designphase des Projekts abgeschlossen und einen kleinen Prototyp des Systems entwickelt. Bis Mitte 2018 soll vor der Küste von King Island eine vollwertige 1 MW Einheit in Betrieb genommen und getestet werden, deren Kosten auf 5 – 7 Mio. AU-$ geschätzt werden. WSE arbeitet dabei mit Hydro Tasmanien, dem King Island Council und der Gemeinde zusammen. Anfang 2017 versucht das Unternehmen für die Entwicklung und die Vorbereitung weiterer Projekte 1 Mio. AU-$ zu sammeln.

Anscheinend verläuft dies nicht besonders erfolgreich, denn im September wird der internationale Finanzberater RFC Ambrian damit beauftragt, die benötigten Mittel durch eine Privatplazierung von bis zu 2.500.000 neuen Stammaktien zu beschaffen.

Im November stellt die WSE Pläne vor, noch vor Ende 2018 eine 200 kW Wellenenergieanlage – die inzwischen UniWave 200 genannt wird – in flachem Wasser von 5,75 m Tiefe auf der Ostseite von King Island zu installieren, als Vorläufer der o.e. vollwertigen 1 MW Version, die für die Westseite der King Island geplant ist. Im Dezember werden die Tests der Wellenenergietechnologie am AMC abgeschlossen, doch weiter scheint die Sache bislang nicht gediehen zu sein.

Neuigkeiten gibt es erst wieder im Januar 2021, als die 200 kW Anlage in Grassy auf King Island installiert wird, welche dann Mitte Juni ihren ersten Strom ins Netz einspeist.

Nach rund einem Jahr berichtet die Firma im Juli 2022, daß es gelungen sei im Durchschnitt rund 48 % der durch die Wellen eingebrachten Energie in nutzbaren Strom verwandeln, was bei guten Wellenbedingungen ausreichte, um rund 200 Häuser zu versorgen. Es ist es das erste Mal in der Geschichte Australiens, das ein Wellenkraftwerk tatsächlich dauerhaft Strom in das Mikronetz der Insel einspeist. Dabei wurden während des Betriebs einige Änderungen an der Konstruktion vorgenommen und die Leistung über die ursprünglichen Erwartungen hinaus verbessert.

Die UniWave 200 Plattform soll mindestens bis Ende des Jahres vor Ort bleiben, während sich das Unternehmen nun auf die Aufnahme der Produktion vorbereitet.

Im August 2021 stellen Wissenschaftler des Royal Melbourne Institute of Technology (RMIT) den kleinen Prototypen eines Wellenkraftwerks mit zwei gegenläufigen Propellern vor, der zumindest im Labor einen Wirkungsgrad von knapp 12 % erreicht und damit doppelt so viel Strom gewinnen könnte als bisher konzipierte Wellenkraftwerke (‚Study of a novel rotational speed amplified dual turbine wheel wave energy converter‘).

Xu Wang und seine Kollegen nutzen zwar auch eine Boje, doch deren Generator wird von zwei gegenläufigen Propellern angetrieben, die an einer doppelten Achse in das wellenbewegte Wasser eintauchen. So kann die senkrechte Strömungsbewegung innerhalb einer Welle ideal genutzt werden. Der obere Propeller ist dabei fest mit der rotierenden Achsenhülle, der untere mit einer zweiten, in diese Hülle integrierten Achse verbunden. So werden beide Drehrichtungen gleichzeitig für den Antrieb des Generators genutzt.

Der aktuelle Prototyp ist von bescheidener Größe. Er hat ein Gesamtgewicht von gut 13 kg und die Propeller haben gerade mal einen Durchmesser von knapp einem halben Meter. Im nächste Schritt soll die Technologie skaliert und unter realen Bedingungen im Meer getestet werden.

 

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