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Hydraulische Lageenergiespeicher: Ist der ideale Speicher in Sicht?

Größere Felsmassen hydraulisch anzuheben, um daraus bei Bedarf Energie zu erzeugen – das ist das Konzept eines hydraulischen Lageenergiespeichers.

Das Funktionsschema des Lageenergiespeichers Bildquelle: © Hochschule Furtwangen

Das Funktionsschema des Lageenergiespeichers

Prof. Eduard Heindl von der Hochschule Furtwangen ist überzeugt, dass dies eine der kosteneffektivsten Möglichkeiten ist, um große Mengen fluktuierender Energie aus erneuerbaren Quellen in unser Versorgungssystem einbinden zu können.

Er hat bereits alles durchgespielt und kommt zu dem Schluss, dass die technischen Probleme beherrschbar sind. Die Kosten sprächen ebenfalls für die Lageenergiespeicher: Gemessen an Pumpspeicherwerken lieferten sie eine kWh zu einem Zehntel der Kosten. Die weiteren Vorteile: Sie nehmen nur ein Hundertstel der Fläche ein, der Wasserbedarf liegt gegenüber vergleichbaren Pumpspeicherwerken bei einem Viertel.

Eduard Heindl, Hochschule Furtwangen: »Die Fachwelt ist auf das Konzept aufmerksam geworden, große Konzerne interessieren sich sehr stark dafür. Wir werden inzwischen weltweit beobachtet.« Bildquelle: © Hochschule Furtwangen

Eduard Heindl, Hochschule Furtwangen: »Die Fachwelt ist auf das Konzept aufmerksam geworden, große Konzerne interessieren sich sehr stark dafür. Wir werden inzwischen weltweit beobachtet.«

Und das, obwohl die Ausmaße eines hydraulischen Lageenergiespeichers erst einmal gigantisch anmuten. Prof. Heindl nennt gerne das Beispiel eines Speichers, der auf 1600 GWh ausgelegt ist und somit den täglichen Bedarf in Deutschland repräsentiert. Um ihn zu bauen, müsste ein Felskolben vom 1 km Durchmesser und 1 km Tiefe an geeigneter Stelle herausgeschnitten und die Wände müssten abgedichtet werden. Dann könnten Pumpen – auf der Oberfläche angebracht – Wasser in den Hubraum drücken, das den Speicher langsam anhebt. Dazu ist ein Druck von 200 bar ausreichend. Das geschieht, solange der Strom kostengünstig erhältlich ist. Wenn er knapp wird, treibt der Felskolben das Wasser aus dem Hubraum durch Turbinen, die Strom erzeugen und ins Netz einspeisen. Der Bau eines solchen Speichers kostete nach heutigen Abschätzungen rund 1 Mrd. Euro.

Hohe Energiedichte bei niedrigen Preisen – allzu utopisch? Prof. Heindl präsentierte sein Konzept vor kurzem auf der Hannover Messe und stieß dort auf große Resonanz: »Die Fachwelt ist auf das Konzept aufmerksam geworden, große Konzerne interessieren sich sehr stark dafür. Wir werden inzwischen weltweit beobachtet«, so Heindl. Denn nur die Lageenergiespeicher sind in der Lage, die Energie zu liefern, die bei einem hohen Anteil an Einspeisung aus erneuerbaren Quellen wie Wind und Sonne tatsächlich gebraucht wird. Und das wäre weit mehr als die 40 GWh Kapazität, auf die alle Pumpspeicherwerke in Deutschland derzeit zusammen kommen. Experten rechnen mit mehreren TWh in Deutschland. Außerdem entscheidet auch bei Pumpspeicherwerken – ähnlich wie bei Gaskraftwerken – die Auslastung über die Wirtschaftlichkeit. Nur Lageenergiespeicher böten also eine wirkliche Alternative. Vor allem aber lägen die Gesamtkosten für die Lageenergiespeicher unschlagbar niedrig. »Und wir sind nicht auf irgendwelche Zukunftstechniken angewiesen, die erst noch entwickelt werden müssen und bei denen man nur hoffen kann, dass sie über Skalierungseffekte irgendwann einmal in wirtschaftlich sinnvolle Preisregionen vorstoßen könnten.« Erstaunlicherweise fallen die Kosten für den Hubkolben gar nicht sehr stark ins Gewicht. Heindl rechnet mit unter 1 Euro pro kWh Speicherkapazität, das läge um den Faktor 100 unter den Kosten für ein Pumpspeicherwerk. Was viel mehr zu den Gesamtkosten beiträgt, sind die Turbinen. Diese Zahl berechnet sich wiederum über die Spitzenlast, die ein solcher Speicher abdecken soll. Doch auch unter Berücksichtigung dieser Kosten liegt der Preis für einen Lageenergiespeicher deutlich unter dem von Pumpspeicherwerken.

Anders als der Laie vielleicht erwarten würde, stellt sich der Bau eines hydraulischen Lageenergiespeichers also gar nicht als technisch problematisch dar. »Auf der Hannover Messe hätten wir alles einkaufen können, was wir benötigen. Angefangen mit den Seilsägen über die Dichtungstechnik bis zu den Turbinen. Der Rest ist bekannte Bergbautechnik«, erklärt Heindl. Zwar gibt er zu, dass ein vergleichbares Projekt noch nirgends auf der Welt realisiert wurde und noch viele Antworten auf Detailfragen zu finden seien, doch ist er zuversichtlich, schon in absehbarer Zeit Antworten zu finden. Was zunächst einmal erstaunlich klingt: Es besteht keinerlei Gefahr, dass der Felskolben sich verkannten könnte: Solange der Schwerpunkt der Felsmasse unterhalb der Dichtungslänge liegt, ist das unmöglich, denn es gelten die selben Gesetze wie für den Auftrieb von Schiffen. Auch der Einfluss der Corioliskraft ist vernachlässigbar.