Text: Heiko Behrendt
Grafiken: T&Emagazin & Nano Banana
Den Fachbegriff Semipermeabilität kennen vielleicht einige aus dem Biologieunterricht. Es handelt sich um den Vorgang an einer halb- bzw. teildurchlässigen Membran, der sicherstellt, dass Zellen meist in eine Richtung einige Stoffe auf- oder abgeben können, ohne dass alle Stoffe ausgetauscht werden. Damit sichern sich Zellen ihre Lebensfähigkeit, in dem sie für bestimmte Stoffe offen, für andere aber geschlossen sind, zum Beispiel für Salz.
Zwischen Süß- und Salzwasser findet immer so lange ein Ausgleich statt, bis das Süßwasser das Salzwasser so weit verdünnt, dass beide Wasserkörper die gleiche Salzkonzentration haben. Stehen Süß- und Salzwasser über eine semipermeable Membran miteinander in Kontakt, diffundiert reines Wasser durch die Membran zur Salzwasserseite. Diese Art der Diffusion wird als Osmose bezeichnet. Beim Salzgehalt im Meerwasser von 3,5 Prozent ergibt sich bei einer Temperatur von 10 Grad Celsius gegenüber Süßwasser ein osmotischer Druck von rund 28 bar. Dieser Druckunterschied kann genutzt werden, um eine Turbine anzutreiben. Eine solche Anlage läuft seit August 2025 in Fukuoka (Japan). Sie ist gekoppelt mit dem Ausfluss einer Kläranlage und einer Meerwasser-Entsalzungsanlage, welche den Strom verwendet und gleichzeitig konzentriertes Salzwasser für das Osmosekraftwerk liefert. Genutzt werden Membranen, die für Wasser, aber nicht für Salz durchlässig sind.
Neu entwickelte Membranen sind dagegen sogar in der Lage, nur geladene Teilchen (Ionen) durchzulassen und damit an der Membran direkt Strom zu erzeugen. Solche Membranen werden derzeit an der Rhone-Mündung in Frankreich in ein Pilotkraftwerk eingebaut. Der Standort ist besonders geeignet, weil das Wasser des Mittelmeeres einen besonders hohen Salzgehalt hat. An den Membranen fließt auf einer Seite Mittelmeerwasser und auf der anderen Seite Rhonewasser. Die Membranmodule werden in Reihen aufgebaut und sind damit je nach Wassermenge und Kraftwerksgröße skalierbar.
Wenn die Pilotanlage des Unternehmens ‚Sweetch‘ wie entwickelt optimal funktioniert, soll am gleichen Standort ein Kraftwerk mit einer Leistung von 500 Megawatt laufen, welches etwa 1,9 Millionen Menschen mit Strom versorgen kann. Ziel ist es, Strom, verteilt auf die Lebensdauer des Kraftwerks, zu einem Preis von unter 100 Dollar pro Megawattstunde zu erzeugen. Dies liegt über den Kosten von Solar- und Windenergie. Doch steht Strom aus einem Osmose-Kraftwerk rund um die Uhr und wetterunabhängig als Grundlast zur Verfügung.
Ein Fluss wie die Rhone kann nur zu einem Teil für ein Osmose-Kraftwerk genutzt werden. Ihn komplett durch ein Kraftwerk zu leiten, wäre ökologisch nicht sinnvoll und würde auch die Schifffahrt behindern. Unter der Annahme, dass 10 Prozent des weltweiten Abflusses aller Flüsse genutzt werden können, liegt das technische Potenzial von Osmosekraftwerken bei 1.300 TWh pro Jahr, was etwa der halben Stromproduktion der EU entspricht. Deutschland hat ein Potenzial von etwa drei Prozent des derzeitigen Stromverbrauchs.
Osmosekraftwerke nutzen letztlich Sonnenenergie, weil diese zur Verdunstung von Wasser aus dem Meer führt. Dies ermöglicht die Trennung von (im Meer verbleibendem) Salzwasser und (verdunstetem) Süßwasser. Das verdunstete Wasser fließt über Niederschläge und Flüsse zurück ins Meer, wo bei der erneuten Durchmischung diejenige Energie in einem Osmosekraftwerk teilweise zurückgewonnen werden kann, die ursprünglich von der Sonne aufgebracht worden war.
Die Osmoseenergie ist daher eine erneuerbare Energie, die im deutschen Erneuerbare-Energien-Gesetz unter dem Namen Salzgradientenenergie bereits Eingang gefunden hat. Damit könnten die Osmose und die Semipermeabilität von der Biologiestunde über den Chemie- und Physikunterricht in einem Nachhaltigkeits-Unterricht landen.
Quelle: Der Beitrag stammt aus der Ausgabe 29 des T&Emagazins.
Und das sind die Themen der 29. Ausgabe:
- Neues aus der Tesla Welt
- Ende der unrühmlichen FSD-Geschichte: Hoffnung auch für ältere Teslas
- Der unboxed Process bei Tesla: Fahrzeug Produktion neu gedacht
- Nachhaltig unterwegs: Mit Tesla Model und BlaBlaCar gegen gängige Mythen
- Die Herausgeber: Tesla Fahrer und Freunde E.V.
- Die Herausgeber: Swiss Tesla Days: Das Schweizer Highlight für die Tesla-Community
- Elektrische Community 2026
- Strombock: Elektroauto-Förderung 2026: Wie nutzt du die Förderung für dich?
- Der Pommes-Män im Gespräch: Jenseits der Fritöse
- Der Berg im Nebel: Zur Strategie der Automobilindustrie
- Mobilität: Warum autonomes Fahren alles verändert
- Außerirdische Intelligenz: KI im Weltall
- Nachhaltigkeit: Die Quadratur des Dreiecks
- Osmose-Kraftwerk: Salzkraft
- Klimaschutz: Eskalation im Klimawandel
- Fanboy: Grok im Tesla
