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Wohin mit dem überschüssigen Strom?

Warum die Energiewende Kurzzeitspeicher braucht

Ohne Kurzzeitspeicher für erneuerbare Energien kann die Energiewende nicht funktionieren. Davon ist der Physiker Horst Schmidt-Böcking überzeugt. Seine Idee, für Ökostrom Unterwasser-Pumpspeicherkraftwerke zu bauen, möchte er im Braunkohletagebau Hambacher Loch realisieren.

Sonnen- und Windenergie
Strom aus Sonne und Wind hilft dem Klimaschutz, fließt aber unregelmäßig. © hunagyifei/ iStock

Unstete Ressource

Horst Schmidt-Böcking deutet auf eine Grafik, die zeigt, wie viele Stromspitzen aus der Solar- und Windenergie wir nicht nutzen können: „Im Jahr 2018 mussten wir in Deutschland 50 Milliarden Kilowattstunden überschüssigen Ökostrom kostenlos an das Ausland abgegeben oder wegwerfen und außerdem noch Windräder abschalten“, bedauert er. Das ist weit mehr Energie, als die Kraftwerke im Rheinischen Braunkohlerevier in einem Jahr produzieren, nämlich 31 Milliarden Kilowattstunden (kWh).

Diese nicht genutzte Energie fehlt wiederum an den Tagen, die windstill oder bewölkt sind. Das macht den Strom teuer und erhöht den CO2-Ausstoß. Der pensionierte Physikprofessor schätzt, dass wir für Kurzzeitspeicher zehnmal so viel Speicherkapazität für erneuerbare Energien benötigen, wie aktuell in Deutschland durch Wasserpumpspeicherwerke vorhanden ist.

Zwischenspeicher gesucht

„Ein Lichtblick für die Speicherung sind die riesigen Fortschritte bei den Lithium-Ionen-Batterien, die in letzter Zeit gemacht wurden“, erklärt er. Allerdings sei unter anderem durch die verwendeten Chemikalien die Batterieherstellung nicht umweltfreundlich. Zusätzlich ist die Lebensdauer auf etwa 3.000 Ladezyklen begrenzt. „Kurz- und mittelfristig wird man mit solchen Batterien nicht den Bedarf an Kurzzeitspeichern decken können“, schätzt Schmidt-Böcking.

Bereits seit 2009 denkt der Frankfurter Atomphysiker mit seinem pensionierten Kollegen Gerhard Luther von der Universität Saarbrücken über eine umweltfreundliche Alternative zur Batterie nach. Dabei orientierten sie sich am Prinzip des Pumpspeicherkraftwerks. Herkömmlicherweise staut man dafür einen See oder einen Fluss und verbindet ihn mit einem tiefer oder höher liegenden Reservoir. Um Strom zu erzeugen, lässt man das Wasser aus dem oberen Reservoir über ein Gefälle Turbinen antreiben. Umgekehrt kann man überschüssige Energie speichern, indem man das Wasser gegen die Schwerkraft wieder nach oben pumpt.

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Edertalsperre
Klassische Pumpspeicherkraftwerke benötigen für ihre Becken viel Platz, hier die Oberbecken des Kraftwerks Edertalsperre. © Wolkenkratzer/ CC-by-sa 4.0

Zu wenig Platz für gängige Pumpspeicher

Leider sind die geografischen Bedingungen für diese Art von Pumpspeicherkraftwerken in Deutschland nicht günstig. Das zuletzt realisierte Goldisthal-Kraftwerk in Thüringen wurde von Umweltschützern wegen der starken Eingriffe in die Landschaft und Ökosysteme heftig kritisiert und zeitweise durch eine Klage des BUND Thüringen gestoppt. Für den Stausee musste die Kuppe des Großen Farmdenkopfs abgetragen werden.

Das 2003 in Betrieb genommene Kraftwerk ist mit seiner Speicherkapazität von 8,5 Gigawattstunden eines der größten in Europa. Das ist rund ein Drittel weniger, als die Stadt Frankfurt pro Tag an Strom verbraucht. Entsprechend beträgt der geschätzte Kurzzeitspeicherbedarf mit 400 Gigawattstunden ein Vielfaches.

Weitere Pumpspeicherkraftwerke müssten gebaut werden. Aber das ist unrealistisch, wie das zuletzt in Atdorf im Schwarzwald geplante Projekt gezeigt hat. Der Energieversorger gab das Projekt 2017 endgültig auf, weil die gesetzlich geforderten Überprüfungen der ökologischen Kartierungen und des Flächenausgleichskonzepts zu zeit- und kostenintensiv erschienen.

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In den Schlagzeilen

Inhalt des Dossiers

Unterwasser-Batterie im Tagebausee
Innovativer Zwischenspeicher für Sonnen- und Windstrom

Wohin mit dem überschüssigen Strom?
Warum die Energiewende Kurzzeitspeicher braucht

Das Meer-Ei im Bodensee
Wie der Unterwasser-Speicher funktioniert

Wasserbatterie im Hambacher Loch
Ein Pumpspeicher im ehemaligen Braunkohletagebau

Wie geht es weiter?
Rückenwind durch die Energiewende im Rheinischen Revier

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