Pumpspeicherkraftwerke Von null auf hundert in hundert Sekunden
Wie können erneuerbare Energien gespeichert werden? Eine Möglichkeit bieten Pumpspeicherkraftwerke - eine Art riesige Batterie. Kostengünstig, flexibel - aber nicht unumstritten.
Möglichst viel Energie soll in den kommenden Jahren aus erneuerbaren Energien kommen - aber was passiert, wenn an einem Tag mit wenig Sonneneinstrahlung oder einer Windflaute zusätzliche Energie benötigt wird? Dann können Pumpspeicherkraftwerke aushelfen - sie können als Speicher genutzt werden.
Das Kraftwerk schaltet dafür in den Turbinen-Betrieb. Die Schwerkraft bildet das Grundprinzip: Durch eine Art riesigen Wasserhahn stürzt das Wasser von oben in die Tiefe und fließt auf dem Weg zum Unterbecken durch die Turbinen. Diese treiben die Generatoren an und erzeugen so Strom.
Das Ganze passiert beeindruckend schnell: In rund hundert Sekunden kann ein Kraftwerk vom Stillstand auf volle Leistung gebracht werden. Diese Flexibilität macht diese Speicher besonders wertvoll für die Energiewelt.
So funktionieren Pumspeicherkraftwerke: Durch eine Art riesigen Wasserhahn stürzt das Wasser von oben in die Tiefe und fließt auf dem Weg zum Unterbecken durch Turbinen. Diese treiben die Generatoren an und erzeugen so Strom.
Wie genau Pumpspeicherkraftwerke funktionieren
Um Energie zu speichern, aber auch zu erzeugen, nutzen Pumpspeicherkraftwerke Wasser. Die Anlagen bestehen aus zwei Becken in unterschiedlicher Höhenlage. Durch einen Druckschacht und eine Kaverne sind sie miteinander verbunden. In der Kaverne, einem unterirdisch liegenden Raum, befindet sich das Herzstück der Anlage: Pumpen, Turbinen und Generatoren.
Ist Energie, die durch Windkraft oder Solar erzeugt wird, im Überfluss vorhanden, kommen die Pumpen des Kraftwerks zum Einsatz. Hierbei wird der überschüssige Strom genutzt, um das Wasser entgegen der Schwerkraft in das Oberbecken zu befördern und für den nächsten Bedarf zu speichern. Im höher gelegenen Oberbecken kann es problemlos Stunden, Tage oder Wochen lagern. Je höher der Pegelstand im Speicherbecken, umso höher ist die Kapazität der vorhandenen Energie.
Seit 2004 befindet sich das größte Pumpspeicherkraftwerk Deutschlands in Goldisthal in Thüringen. Die volle Leistung umfasst rund 1.060 Megawatt. Das entspricht immerhin fast der Hälfte der installierten Kraftwerksleistung aus konventionellen Energieträgern in ganz Thüringen. Das Pumpspeicherkraftwerk kann mit seiner Leistung bei Stromausfällen kurzfristig für mehrere Stunden einspringen.
Kaverne des Pumpspeicherwerks Goldisthal in Thüringen: Hier befinden sich Pumpen, Turbinen und Generatoren.
Eingriff in die Natur
Der Bau solcher Anlagen erfordert oft große Eingriffe in Natur und Landschaft: Flüsse werden aufgestaut und große Landflächen überflutet. Um die Auswirkungen auf die Umwelt möglichst gering zu halten, befinden sich die Wasserwege und die Energieableitung einiger Kraftwerke vollständig unter der Erde.
Dennoch trifft der weitere Ausbau von Pumpspeicherkraftanlagen in Deutschland auf massive Widerstände von Anwohnern und Erholungssuchenden.
Auch die wirtschaftlichen Rahmenbedingungen bilden eine Herausforderung: "Hohe Einspeisungen von Strom aus Photovoltaikanlagen in der Mittagszeit führen dazu, dass früher typische Mittagsspitzen des Strompreises an der Strombörse abflachen und damit die Erträge von Pumpspeicherkraftwerken sinken", heißt es vom Umweltbundesamt.
Stabile und nachhaltige Stromversorgung
Nichtsdestotrotz: An der Energiewende sind Pumpspeicherkraftwerke maßgeblich beteiligt: Sie sind verhältnismäßig kostengünstig zu realisieren, haben geringe Betriebskosten und eine lange Lebensdauer. Besonders durch ihre schnelle Reaktionsfähigkeit tragen sie so zu einer stabilen und nachhaltigeren Stromversorgung bei. Aktuell speichern diese Kraftwerke die größte Menge Energie weltweit.