Folgen von Dunkelflauten mindern: Altbewährte Speichertechnik neu entdeckt

Wie kann man die Effekte von Dunkelflauten abmildern? Dafür kommt in Deutschland auch eine Technologie zum Einsatz, die es schon lange gibt.

Lässt sich Technik, die bereits im 19. Jahrhundert entwickelt wurde, als Speichermedium für Windkraft und Sonnenenergie einsetzen? Die Antwort ist ein klares Ja, denn es geht dabei um die Technologie der Pumpspeicherkraftwerke. Sie stellen eine Kombination aus Wasserkraftwerk und Energiespeicher dar. Allerdings gehen mit ihnen auch die üblichen Risiken der Stauseen einher. Sie liegen in der Gefahr von Dammbrüchen. Die stetig wechselnden Füllstände der zwei zu einem Pumpspeicherkraftwerk gehörenden Wasserspeicher bringen außerdem ein gewisses Risiko von Erdbeben mit sich. Deshalb kommt es auch eine optimale Auswahl der Standorte nach geologischen Kriterien an. Dauerhafte Eingriffe in natürliche Gewässer müssen damit nicht verbunden sein.

Wofür wurden Pumpspeicherkraftwerke entwickelt und wie funktionieren sie?

Die ältesten Pumpspeicherkraftwerke wurden in der Mitte des 19. Jahrhunderts gebaut und in Betrieb genommen. Sie dienten damals als Antriebe für gewerblich betriebene Webereien und sorgten dafür, dass eine kontinuierliche Antriebsenergie für die Webstühle zur Verfügung stand. Die Nutzung für die Stromerzeugung gesellte sich in den 1920er Jahren hinzu. Die technischen Voraussetzungen für leistungsstarke Pumpspeicherkraftwerke schuf der 1878 im heutigen Nordrhein-Westfalen geborene und für den Vorläufer der heutigen RWE AG tätige Ingenieur Arthur Koepchen.

Das Prinzip der Pumpspeicherkraftwerke ist so einfach wie genial. Sie arbeiten mit zwei Wasserspeicherbecken auf unterschiedlichen Höhen. Bei einem Stromüberangebot im Netz pumpen sie das Wasser aus dem unteren Becken in den höher gelegenen Speicher. Bei Lastspitzen (oder im Zusammenhang mit der Nutzung erneuerbaren Energien bei Tiefs in der Leistungsausbeute) wird das Wasser aus dem oberen Becken abgelassen und fließt durch eine Turbine in den unteren Speicher. Das heißt, sie bieten einen ausgleichenden Effekt und helfen beispielsweise dabei, Zeiten einer sogenannten Dunkelflaute zu überbrücken.

Wo gibt es die größten Pumpspeicherkraftwerke der Welt?

Es ist wenig überraschend, dass sich die leistungsstärksten Pumpspeicherkraftwerke im deutschsprachigen Raum in der Schweiz befinden. Das Land bezieht rund 58 Prozent der gesamten Stromerzeugung aus der Wasserkraft. Die mehr als 700 Wasserkraftwerke liefern pro Jahr rund 37.200 Gigawattstunden Strom. Die beiden wichtigsten Standorte sind das Pumpspeicherkraftwerk Limmern und das Pumpspeicherkraftwerk Nant de Drance. Die mit Abstand größte Nennleistung im weltweiten Vergleich bringt jedoch das nach dem 2-Speicher-Prinzip arbeitende Wasserkraftwerk Fengning in China mit 3,6 Gigawatt. Auf Platz 2 der leistungsstärksten Pumpspeicherkraftwerke der Welt landet der Standort Bath County in den USA mit rund 3 Gigawatt Leistung. Die Ränge 3 und 4 gehen wiederum an China (Huizhou und Guangdong). Aber die Schweiz darf sich dennoch mit einem Rekord schmücken, denn das Pumpspeicherkraftwerk Limmern bietet weltweit mit 33 Stunden die längste Betriebsdauer beim Ablassen des Wassers vom oberen in den unteren Speicher.

Quelle: Bundesamt für Energie Schweiz, Nant-de-Drance, Duke Energy

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