Stillgelegte Bergwerke als Stromspeicher – Pumpspeicher

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stillgelegte-bergwerke-stromspeicher-pumpspeicherFür die Energiewende werden entsprechende Speichermöglichkeiten benötigt. Hierfür sollen nun die alten Stollen im Ruhrgebiet und im Harz genutzt werden. Als Technik kommen sogenannte Pumpspeicherkraftwerke zum Einsatz. Abhängig vom Einsatzzweck können diese Energie speichern und auch wieder abgeben. Hierzu wird Wasser in einen höher gelegenen Stausee gepumpt und bei Bedarf wieder abgelassen, so dass hierüber Turbinen für die Stromerzeugung angetrieben werden können. Nachteilig ist, dass Anwohner und Naturschützer gegen künstlich angelegte Stauseen sind. Unterirdische Speicher könnten da die Lösung sein. Hierzu bieten sich Bergwerke an, aber auch speziell angelegte unterirdische Speicher, ein Konzept, welches Gravity Power verfolgt. Aber auch überirdisch angelegte spezielle Pumpspeicher benötigen keine Berge. Ein weiteres Konzept stellen Powertower und Bouyant dar. Hierbei handelt es sich um innovative hydraulische Pumpspeicher die keine Berge benötigen und überall einsetzbar sind, insbesondere an Küsten und Offshore Windparks. Ein weiteres Konzept stellen die Lageenergiespeicher der Heindl Energy GmbH dar.

Unterirdische Stromspeicher schonen die Landschaft

Damit die Speicherseen aus der Umwelt verschwinden, bieten sich Untertage-Pumpspeicherwerke förmlich an. Diese Speicherkraftwerke können sowohl im Gebirge als auch in flachen Regionen angelegt werden. Momentan wird diese Möglichkeit für alte Bergwerksstollen im Harz erforscht. Aber auch im Ruhrgebiet gibt es eine interessante Lösung. Wenn im Jahr 2018 der komplette Steinkohlebergbau eingestellt wird, können die mehr als 1.000 Meter tiefen Förderschächte der Bergleute für den Betrieb eines Pumpspeicherwerks genutzt werden. Eugen Perau, Geotechniker der Universität Duisburg-Essen erklärt, dass die Schächte die teuersten Komponenten für den Bau eines Pumpspeicherkraftwerks seien. Diese Kosten könnten somit eingespart werden. An dem Vorhaben beteiligen sich noch weitere 10 Partner, unter anderem der Bergbaudienstleister DMT, die Ruhr-Universität Bochum und der Bergbaubetreiber RAG. Letzterer ist froh über diese Lösung, da er ansonsten die alten Schächte aufwändig und kostspielig wieder verfüllen müsste.

bergwerke-pumpspeicherWie sieht eine solche Untertage-Anlage aus?

Wichtigste Komponente einer Untertage-Pumpspeicheranlage ist das Maschinenhaus, welches sich am unteren Speicher befindet. Nach den Ingenieuren wird hierfür eine unterirdische Kaverne benötigt, die etwa 100 Meter lang, 30 Meter breit und bis zu 50 Meter hoch sein müsste. Dieser Hohlraum kann jedoch aufgrund des großen Bergdrucks nur Stück um Stück erstellt werden. Schließlich wird die Kaverne von einer zwei Meter starken Betonwand gestützt. Ebenso wird ein unteres Speicherbecken benötigt. Die eigentlichen Kohleflöze sind hierfür nicht geeignet und könnten zusammenfallen. Jedoch sind die gut ausgebauten, senkrechten Transportstrecken für den Kohleabtransport ideal geeignet. Sie müssen lediglich noch abgedichtet und mit Beton verstärkt werden.

Damit sich dieses Pumpspeicherkraftwerk lohnt, müssen wenigstens eine Million Kubikmeter Wasser gespeichert werden. Ein solcher Hohlraum lässt sich unter der Erde nur schwer realisieren. Stattdessen soll das Wasser in einem langen Tunnel gespeichert werden, der sich zum Beispiel unter mehreren Städten im Ruhrgebiet entlangziehen könnte. Dieser Tunnel könnte wesentlich stabiler gebaut werden als ein großer Hohlraum. Ein Beispiel zeigt die Transportstrecke im Bergwerk Prosper-Haniel, welche mehr als 120 Kilometer lang ist. Der Tunnelbau ist generell in Deutschland gut erprobt, wobei Maschinen eingesetzt werden, die problemlos Röhren bis 15 Meter Durchmesser schaffen.

stromspeicher-pumpspeicherDie Möglichkeiten werden von den Forschern näher untersucht

Es wird wohl noch etwas dauern, bis die ersten Bohrer diese Tunnelsysteme bohren können. So muss zunächst geklärt werden, in welchem Gestein die Speicherkavernen errichtet werden können. Wo werden sich die Maschinenhalle und wo der Wassertunnel befinden? In welcher Tiefe wird die Gesamtanlage errichtet werden? Bis Ende 2015 müssen diese Fragen beantwortet sein, da spätestens 2018 die ersten Schächte verfüllt werden müssen. Wichtig ist, diejenigen Schächte und Tunnel zu behalten, die für eine Pumpspeicheranlage von Bedeutung sind. Das Wasser für die Anlage soll jedoch nicht aus dem Bergwerk selbst stammen. Dieses sei mit Gesteinsstaub versetzt und würde zu einem vorzeitigen Verschleiß der Turbinen führen. Stattdessen setzt man auf ein geschlossenes System und bezieht das Wasser für die Kavernen aus Schifffahrtskanälen. Dieses ist verhältnismäßig sauber und für die Maschinen unschädlich. Für den Transport können dagegen wiederum die Brauchwasserkanäle des Bergwerks genutzt werden, die lediglich an einen solchen Kanal angeschlossen werden.

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Im Harz ist das Gestein stabiler

Im Gegensatz zum Steinkohlerevier Ruhrgebiet ist das Gestein im Harz wesentlich stabiler. So können die Kavernen und Tunnelröhren im Harz größtenteils auch ohne teure Betonummantelung realisiert werden. Hierfür sind die im Harz liegenden Bergwerke ideal geeignet. Insgesamt ist die Lösung mit unterirdisch angelegten Pumpspeicherkraftwerken eine gute Idee, da diese zuvor sehr kostspielig errichteten Anlagen nach dem offiziellen Ende im Jahr 2018 auf diese Weise weiterhin sinnvoll genutzt werden können.

Bildquelle – oben: © Dieter Schütz / pixelio – www.pixelio.de
Bildquelle – mitte: © Wolfgang / pixelio – www.pixelio.de
Bildquelle – unten: © Bernd Kasper / pixelio – www.pixelio.de


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