Die Zeche Prosper-Haniel in Bottrop bietet Möglichkeiten für ein unterirdisch angelegtes Pumpspeicherkraftwerk.
So soll das konzipierte unterirdische Pumpspeicherkraftwerk funktionieren: Bei Stromüberschuss wird Wasser aus einem unterirdischen Speicherring an die Oberfläche in einen künstlichen See gepumpt. Wird Strom benötigt, lässt man das Wasser wieder ab, wobei es auf dem Weg nach unten Turbinen antreibt, die Strom erzeugen. Die Turbinen liegen in einer unterirdischen Kaverne.
Bochum – Strom aus nachhaltigen Quellen haben ein Problem: Er wird nicht gleichmäßig gewonnen, sondern in der Regel nur dann, wenn die Sonne scheint oder der Wind weht. Daher wird seit einigen Jahren an Methoden geforscht, Elektrizität für jene Zeiten zu speichern, zu denen sie gebraucht wird. Im Bodensee beispielsweise wurde in den vergangenen Monaten mit einer Betonkugel experimentiert, die Energie nach dem Prinzip eines Pumpspeicherkraftwerks speichert.
Eine ähnliche Methode untersuchen nun Ingenieure der Ruhr-Universität Bochum (RUB) gemeinsam mit Partnern von der Universität Duisburg-Essen (UDE). Ihre Versuche auf dem Gelände der Zeche Prosper-Haniel in Bottrop sollen die Machbarkeit des weltweit ersten Pumpspeicherkraftwerks belegen, das unterirdisch angelegt wurde.
Normalerweise befinden sich solche Kraftwerke an Orten, die es erlauben, zwei Seen auf verschiedenen Höhen zu verbinden, zum Beispiel einen gestauten Fluss und einen künstlichen See auf einem Berg. Wird Strom erzeugt, der gerade nicht benötigt wird, treibt man damit Pumpen an, die das Wasser in den oberen See befördern. Bei Strombedarf lässt man das Wasser wieder herunterfließen, wobei es Turbinen antreibt, die wiederum Strom erzeugen.
Vorhandene Infrastrukturen nutzen
Dieses Prinzip wird nun bei einem unterirdischen Pumpspeicherkraftwerk genauer untersucht. Dabei befindet sich über Tage ein künstlicher See, während anstelle eines weiteren Sees tief unter der Erde ein Wasserspeicher liegt. "Der Reiz an Zechenstandorten liegt darin, dass man vorhandene Infrastrukturen nutzen könnte", sagt Hermann-Josef Wagner vom Lehrstuhl für Energiesysteme und Energiewirtschaft der RUB.
"Man könnte zum Beispiel einen vorhandenen Stollen als Wasserspeicher umfunktionieren." Als sie in der ersten Projektphase diesen Charakteristika der Zeche auf den Zahn fühlten, mussten die Forscher zu ihrer eigenen Überraschung allerdings feststellen, dass es unter wirtschaftlichen Aspekten teilweise sinnvoller wäre, neue Strukturen zu bauen. "Es wäre zum Beispiel aufwendiger, wie ursprünglich geplant alte Stollen wasserdicht zu isolieren und als unterirdischen Wasserspeicher zu nutzen, als einen neuen Stollen anzulegen", erklärt Wagner.
Frage der Wirtschaftlichkeit
Die Forscher prüften auch, ob man einen vorhanden Schrägschacht zum Transport der Turbinen in ihre unterirdische Kaverne nutzen kann. Zurzeit beschäftigen sie sich mit der Frage, wie man ein unterirdisches Pumpspeicherkraftwerk auslegen müsste, um es wirtschaftlich betreiben zu können. Rund 40 Kubikmeter Wasser müssten pro Sekunde durch die Turbinen fließen, damit das Kraftwerk Strom zu einem konkurrenzfähigen Marktpreis erzeugen kann.
Da die Anforderungen an den Stromspeicher noch unklar sind, rechnet das Forscherteam mit verschiedensten möglichen Szenarien, damit die Entscheidung für oder gegen den Bau später auf einer soliden Grundlage getroffen werden kann. Ein wichtiges Vorhaben der laufenden zweiten Projektphase ist es daher auch, mögliche Betreiber für das Pumpspeicherkraftwerk zu finden und anzusprechen. Interessenten dafür gäbe es tatsächlich bereich, unter anderem aus China. (red, 16.9.20174)