Neuartiger Stromspeicher
Als im November 2016 die Hochtief AG gemeinsam mit dem Fraunhofer IWES (heute IEE) eine Beton-Hohlkugel im Bodensee versenkte, um Energie zu speichern, wurde der Versuch skeptisch beäugt. Der Hohlkörper mit drei Metern Durchmesser diente als Funktionsmodell für ein neuartiges Pumpspeicher-Kraftwerk. Dessen Prinzip: Bei überschüssigem Stromangebot wird das Wasser aus den Kugeln herausgepumpt. Bei Bedarf strömt das Wasser dann durch eine Turbine in die leere Kugel zurück und erzeugt über einen Generator Strom. Nun plant RWE mehreren Medienberichten zufolge eine solche „Wasserbatterie“ im künftigen Tagebausee Hambach.
Braunkohletagebau – Foto © Gerhard Hofmann für Solarify
Horst Schmidt-Böcking, Uni Frankfurt, und Gerhard Luther, Uni Saarbrücken, hatten die Idee des Pumpspeicherkraftwerks auf dem Meeresgrund. Das revolutionäre Speicherkonzept ist in einem Gemeinschaftsprojekt zwischen Hochtief und Fraunhofer gemeinsam entwickelt und erprobt worden. Es funktioniert wie ein Pumpspeicherkraftwerk und beruht auf einem bzw. einem Verbund kugelförmiger Hohlräume aus Beton. Diese werden auf dem Meeresboden verankert. Je nach Situation kann der Speicher be- oder entladen werden. Der erfolgreiche Modellversuch im Bodensee bestätigte nicht nur die Machbarkeit des Konzeptes, sondern lieferte wertvolle Ergebnisse zum Betrieb des Kugelspeichers unter atmosphärischem Druck (Luftverbindung zur Oberfläche) sowie unter Unterdruck (keine Luftverbindung zur Oberfläche).
Weil RWE und andere EVU die zuverlässige und bezahlbare Stromversorgung im Rheinischen Revier nach dem Kohleausstieg ab 2038 als vorrangiges Ziel betrachten, stehe man dem Pilotprojekt „sehr positiv und aufgeschlossen entgegen“, so Konzernsprecher Guido Steffen gegenüber regionalen Medien.
Das neuartige Pumpspeicherkraftwerk auf dem Grund des Hambacher Tagebausees werde gegenüber sonstigen Stromkonzepten wesentliche Vorteile haben. Denn man könne das Wasservolumen des Sees nutzen und die Wasserbatterie in Modulen schrittweise aufbauen.
Um das Hambacher Loch als Energiespeicher zu nutzen, soll in die 450 Meter tiefe Braunkohlegrube mit einer Sohlenfläche von etwa vier Quadratkilometern eine 100 bis 200 Meter hohe Betonkonstruktion abgesenkt und dann geflutet werden. Elektropumpen am tiefsten Punkt pumpen das Wasser aus dem Hohlkörper in den See, oder lassen es zur Stromgewinnung zurückströmen. RWE denkt an eine Kapazität von etwa 300 Millionen kWh betragen. Wenn in einem Zyklus mehr als 270 GWh an elektrischer Energie gespeichert werden könnten, entspricht das dem Achtfachen herkömmlicher deutscher Pumpspeicherkraftwerke. Geschätzte Stromkosten je nach Ausbaugröße: 1-2 ct/kWh.
Bei einem Durchmesser von 30 Metern und einer Wassertiefe von 700 m kann eine Betonkugel rund 20 MWh speichern. Der Versuch im Bodensee zeigte, dass das Konzept funktioniert. „Wir konnten tatsächlich erfolgreich Energie speichern und eine Vielzahl von unterschiedlichen Zyklen fahren“, zeigte sich Projektleiter Matthias Puchta (Fraunhofer IEE) damals erfreut: : „In der nächsten Stufe streben wir an, eine dreimal so große Betonkugel im Meer zu testen, die dann ca. das 50 – 100-fache an Energie speichern kann. Die wirtschaftliche Anwendung für solche Speichersysteme liegt in Meerestiefen von 600 bis 800 Metern. Mögliche Standorte liegen insbesondere vor den Küsten Europas, Japans und den USA. Das von uns ermittelte Potenzial liegt bei rund dem tausendfachen der heute weltweit installierten Pumpspeicherleistung – das ist ein wichtiger Beitrag zur internationalen Energiewende.“
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