Pumpspeicher: Riesenbatterie soll Kohlekraftwerke ersetzen

Pumpspeicher: Riesenbatterie soll Kohlekraftwerke ersetzen

von Wolfgang Kempkens

Ein Ingenieur aus Bochum hat ein Pumpspeicherkraftwerk entwickelt, das ohne Berge auskommt. Die Kosten liegen bei 50 Millionen Euro.

Bisher brauchten Pumpspeicherkraftwerke Berge oder zumindest Hügel, um zu funktionieren. Mit überschüssiger Elektrizität drücken sie Wasser in ein höher gelegenes Becken. Wird Strom benötigt, rauscht das Wasser in die Tiefe und treibt dabei Turbinen an. Diese Art Strom zu speichern, ist zwar äußerst effizient. Nur hat sie einen offensichtlichen Nachteil: Die Technik braucht Standorte mit einem geeigneten Höhenunterschied.

Dieses Problem will der Ingenieur Gernot Kloss, Inhaber des gleichnamigen Bau-Innovationsbüros in Bochum, lösen. Wie ein gigantischer Gasometer funktioniert sein neuartiges Pumpspeicherkraftwerk, das keine Berge braucht.

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Es besteht aus einer 50 Meter tiefen Betonwanne mit einem Durchmesser von 200 Meter. Auf dem darin befindlichen Wasser schwimmt eine zweite Betonwanne. Eine Rundum-Dichtung soll verhindern, dass Wasser durch den Spalt zwischen den beiden Wannen dringt.

Ein Speicher genügt für 360.000 HaushalteWenn Strom im Überfluss vorhanden ist, pressen Pumpen, die auf Masten in der oberen Wanne stehen, Wasser in die untere Wanne. Wenn im Netz Strom fehlt, öffnet sich ein Schieber. Wasser strömt dann unter hohem Druck, für den die schwimmende Wanne sorgt, durch ein  Steigrohr in eine Turbine, die einen Generator zur Stromerzeugung an der Spitze eines Gittermasts antreibt.

Das Wasser landet schließlich in der inneren Wanne. Dadurch wird sie immer schwerer, sodass sich der Druck auf das Wasser im Unterbecken erhöht. Die Leistung des Generators steigt also, wenn es gewünscht wird. Der Wasserfluss durch die Turbine lässt sich allerdings auch so regulieren, dass eine konstante Menge an Strom geliefert wird, bis das Becken leer und die innere Wanne auf dem Boden angekommen ist. Jetzt treten die Pumpen wieder in Aktion und befördern das Wasser aus der schwimmenden Wanne ins Unterbecken.

Gernot Kloss glaubt, dass er mit einem Speicher dieser Dimension 150 Megawatt Strom abpuffern kann. Innerhalb von acht Stunden könnte dieses Kraftwerk also rund 1,2 Millionen Kilowattstunden ins Netz einspeisen; das entspricht dem Verbrauch von rund 360.000 Haushalten in dieser Zeit. Kloss beziffert die Baukosten auf 45 bis 50 Millionen Euro.

Entscheidend sind die Dichtungen der RiesenbatterieMehrere Anlagen dieser Art könnten sogar Grundlast liefern, sagt der Bauexperte, also rund um die Uhr Strom erzeugen. Um etwa ein Kohlekraftwerk mit einer Leistung von 1000 Megawatt zu ersetzen, brauchte man zwanzig Flachland-Wannenspeicher, die rund eine Milliarde Euro kosten würden.

Ein solches System würde allerdings nur funktionieren, wenn es stets genügend Billigstrom gibt, um sie aufzuladen. Der Neubau eines Steinkohlekraftwerks kostet zwei- bis dreimal so viel.

Der Vergleich mit den kaum noch genutzten Gasometern bietet sich wegen der Bauart des ungewöhnlichen Pumpspeicherkraftwerks an. Sie bestanden aus runden Stahltanks, die mit einem schweren, rundum abgedichteten Deckel verschlossen waren. Zwischen den Tankboden pressten Pumpen Stadt- oder Erdgas, das den Deckel anhob. Ins Netz gelangte es durch Öffnen eines Ventils. Der schwere Deckel presste es heraus, sodass es zu allen angeschlossenen Verbrauchern strömen konnte.

Kloss` Idee erinnert außerdem an ein Speicher-Vorhaben des in Deutschland aktiven US-Unternehmens Gravity Power und des Fraunhofer-Instituts für Bauphysik (IBP) in München. Die Partner planen ein 600 bis 800 Meter tiefes Loch mit einem Durchmesser von acht Meter.

Der Deckel aus Beton für diesen Schacht soll 300 bis 400 Meter hoch sein, also die Hälfte des Loches ausfüllen. Den Rest füllt Wasser aus. Ansonsten funktioniert dieses Pumpspeicherkraftwerk genauso wie das des Bochumer Entwicklers. Der Unterschied: Der Pumpspeicher von Gravity Power wäre an der Oberfläche kaum zu sehen.

Ob die beiden Entwürfe realisiert werden können ist allerdings offen. Entscheidend ist, ob es gelingt, die Dichtungen so zu konstruieren, dass es keine Lecks gibt, durch die das unter Druck stehende Wasser hunderte Meter in die Höhe schießen könnte. Und natürlich ob sich sich Investoren von den Konzepten überzeugen lassen.

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