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Idee für Energiewende: Hambacher Tagebau soll als Super-Batterie dienen Wenn das Braunkohle-Abbaugebiet Hambach erschöpft ist, soll hier ein riesiger Rekultivierungssee entstehen. Und der soll zur Energieerzeugung genutzt werden. Foto: dpa/Federico Gambarini Physiker aus Frankfurt und Saarbrücken wollen den nach dem Ende des Kohleabbaus in Hambach geplanten Rekultivierungssee in einen Stromspeicher verwandeln. Die verwegene Idee stellen sie diese Woche in der RWE-Zentrale in Essen vor. Schluss mit der Kernkraft, fort mit der Kohle, die Bundesregierung plant die Energiewende. Am grünen Ende dieser Wende soll deutlich mehr Strom als heute aus umweltfreundlichen Quellen stammen. Doch gibt es dabei ein großes Problem. Die Erneuerbaren können sich wechselndem Bedarf nicht anpassen. Sie liefern nur dann elektrische Energie, wenn der Wind weht, die Sonne scheint oder genug Wasser im Speicherbecken steht. Damit die Energiewende nicht in einer Sackgasse endet, braucht Deutschland zwingend einen Akku – einen oder mehrere Speicher, die elektrische Energie aufnehmen, wenn zu viel zur Verfügung steht, und diese Energie abgeben, falls mehr verlangt als geliefert wird.
Durch Öffnung eines Ventils soll die gespeicherte Energie quasi abrufbar sein. Das Wasser soll durch den Tiefendruck in die Hohlkugel zurückströmen und so Turbine und Generator antreiben. 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 mit einem großen Innenhohlraum gestellt werden. Die soll dann geflutet werden. Damit der Baukörper dem Wasserdruck widersteht, wird er aus mehreren Zellen zusammengesetzt. Turbinen am tiefsten Punkt sorgen dafür, das Wasser aus dem Hohlkörper in den See zu pumpen, oder zur Stromgewinnung zurückströmen zu lassen. Die Speicherkapazität soll bei einer Grundfläche des Hohlkastens von vier Quadratkilometern und einer Höhe von 100 Metern etwa 300 Millionen Kilowattstunden (kWh) betragen. Es könnten in einem Zyklus mehr als 270 Gigawattstunden (GWh) an elektrischer Energie gespeichert werden. Das entspricht dem Achtfachen der herkömmlichen deutschen Pumpspeicherkraftwerke.
Um das Hambacher Loch als Energiespeicher zu nutzen, soll in die durchschnittlich 450 Meter tiefe Braunkohlegrube mit einer Sohlenfläche von etwa vier Quadratkilometern eine 100 bis 200 Meter hohe Betonkonstruktion mit einem möglichst großen Innenhohlraum gestellt werden. Anschließend wird geflutet. Damit der Baukörper dem auf ihm lastenden Wasserdruck sicher widersteht, setzt man ihn aus mehreren Zellen zusammen. Am Boden des Betonbauwerks sorgt ein Rohrsystem dafür, dass die einzelnen Segmente miteinander verbunden sind, und das Wasser so zu den am tiefsten Punkt installierten Turbinen strömen kann, die dafür sorgen, dass das Wasser zügig aus dem Hohlkörper in den umgebenden See gepumpt werden kann – oder zur späteren Gewinnung von Strom wieder zurückströmen kann. Welches Speicherpotential mit einer solchen Wasserbatterie möglich ist, haben die beiden Professoren überschlägig berechnet: Bei einer Grundfläche des Hohlkastens von vier Quadratkilometern (1000 mal 4000 Meter) und einer Höhe von 100 Metern – bei einer mittleren Tiefe (Wasseroberfläche des Sees bis Mitte des Betonkörpers) von 400 Metern – beträgt die im Wasser gespeicherte potentielle Energie 300 Millionen Kilowattstunden (kWh).
Überschussstrom wird dazu verwendet, die Kugel entgegen dem Wasserdruck, der in dieser Tiefe gut zehn bar beträgt, leer zu pumpen. Wenn später wieder Energie gebraucht wird, lässt man das Tiefenwasser über eine Turbine kraftvoll in die Kugel zurückströmen. Siehe dazu unseren Artikel "Kann elektrischer Strom unter Wasser gespeichert werden? Mit diesem Pilotprojekt konnten im Verlauf der letzten Jahre viele technische Detailfragen untersucht und geklärt werden. Das wichtigste Ergebnis war gewiss, dass die Betonkugel den erstaunlich hohen Wirkungsgrad von fast 90 Prozent erreicht. Im Vergleich dazu: Das Power-to-Gas-Verfahren zum Beispiel kann diesbezüglich nur mit mageren 30 Prozent aufwarten. Auch hierbei geht es um ein Speicherkonzept, bei dem elektrischer Strom einen "Elektrolyseur" betreibt, der Wasserstoff und im nächsten Arbeitsschritt Methan erzeugt, das entweder ins Gasnetz oder in eine Erdkaverne eingespeist wird. Aber was hat das mit dem Hambacher Loch zu tun? Kommen wir als0 wieder zurück zum Hambacher Loch.
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