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Neue Technologie für Energiespeicher : Träume von der Riesenbatterie

Still und kaum sichtbar: In der bayerischen Gemeinde Kochel am See könnte ein Pumpspeicher entstehen. Die Seenlandschaft würde nicht beeinträchtigt Bild: Tourist Information Walchensee

Deutschland braucht in der Energiewende dringend neue Speicher für Ökostrom. Ein Unternehmen plant jetzt den unterirdischen Pumpspeicher.

          6 Min.

          Es war ein immenser Kraftakt, der 2000 Arbeiter und Ingenieure sechs Jahre in Atem hielt. Gleich nach dem Ersten Weltkrieg fiel in den bayerischen Voralpen der Startschuss für den Bau eines der größten Wasserkraftwerke der Welt. Riesige Rohre, Turbinen und Generatoren mussten herangeschafft und verbaut werden, bis im Januar 1924 das Walchensee-Kraftwerk in Betrieb gehen konnte. Die nahe gelegene Gemeinde Kochel am See wurde damals zum Vorreiter moderner Energietechnik.

          Johannes Pennekamp

          Verantwortlicher Redakteur für Wirtschaftsberichterstattung, zuständig für „Die Lounge“.

          90 Jahre später könnte Kochel am See noch einmal zum Pionier werden. Denn in der 4200-Einwohner-Gemeinde plant das hessische Unternehmen Gravity Power nach Informationen dieser Zeitung ihr erstes unterirdischen Pumpspeicherkraftwerk. Mit dem alten Wasserkraftwerk in der Nähe hat es nichts zu tun, es könnte auch überall anders gebaut werden. „Entstehen soll eine Demonstrationsanlage, mit der wir beweisen wollen, dass unsere modularen Pumpspeicherkraftwerke nicht viel Platz an der Oberfläche benötigen und eine umweltschonende Alternative zu konventionellen Pumpspeichern darstellen“, wirbt Horatio von John, Geschäftsführer der Gravity Power GmbH, die ihren Sitz in Hofheim am Taunus hat.

          Der Gemeinderat in der südbayerischen Kommune hat Interesse an dem Projekt bekundet und eine Arbeitsgruppe ins Leben gerufen, die sich näher mit dem Vorhaben befassen soll und nach einem möglichen Bauplatz Ausschau halten wird. Noch ist nichts endgültig entschieden, dennoch hoffen die Initiatoren, noch in diesem Jahr mit dem Bau beginnen zu können.

          Die Forschung läuft auf Hochtouren

          Das Vorhaben wäre nicht mehr als eine Randnotiz, würden Energiespeicher in Deutschland nicht dringend gebraucht. Nach den Plänen der Bundesregierung soll im Jahr 2030 die Hälfte des Strombedarfs in Deutschland aus regenerativen Quellen stammen. Fließt der Ökostrom in solchen Mengen, reichen die vorhandenen Speicherkapazitäten bald nicht mehr aus. Das Problem: Wind und Sonne liefern anders als konventionelle Kraftwerke nur unregelmäßig Strom. Wenn es stürmt oder keine Wolken am Himmel zu sehen sind, wird in Deutschland schon heute mehr Strom produziert, als benötigt wird und gespeichert werden kann.

          Von zahlreichen Unternehmen wird im ganzen Land an neuen Technologien geforscht, die Strom für kurze oder längere Zeit speichern können: an großen Batterien, an technischen Verfahren, die Strom vorübergehend in speicherbares Gas verwandeln oder an sogenannten Druckluftspeichern. Doch noch immer sind Pumpspeicherkraftwerke im Vergleich zu neueren Ansätzen sehr effizient, wenn es darum geht, Strom in großen Mengen über einige Stunden zu speichern. In diesen Anlagen werden Wassermassen mit überschüssigem Strom in höher gelegene Speicherseen gepumpt. Bei Bedarf fließt das Wasser in die Tiefe und treibt Turbinen an.

          Doch die zusätzlich benötigten Großanlagen zu bauen hat sich in Deutschland zuletzt als schwierig erweisen. In Atdorf im Schwarzwald ist der Energiekonzern RWE als einer von zwei Großinvestoren aus dem geplanten Projekt ausgestiegen, im vergangenen Jahr gab der Stadtwerke-Verbund Trianel ein Großprojekt am Rursee in der Eifel auf. Die Energieversorger schreckt ab, dass sich die Anlagen wegen des zwischen Tag und Nacht weniger stark schwankenden Strompreises nicht mehr wie in der Zeit vor der Energiewende rechnen. Zudem gehen die Bürger auf die Barrikaden, wenn ihnen turmhohe Staumauern oder künstlich angelegte Speicherseen vor die Nase gebaut werden sollen.

          „Kaum sichtbar, geräuschlos, emissionsfrei“

          Die unterirdischen Pumpspeicherkraftwerke, wie sie das Unternehmen aus der Nähe von Frankfurt plant, könnten ein Mosaiksteinchen für die Lösung des Speicherproblems werden. Auch der Bau dieser Speicher ist zwar mit Eingriffen in die Natur verbunden. „Nach der zweijährigen Bauzeit sind die Anlagen aber kaum noch sichtbar, geräuschlos und emissionsfrei“, verspricht der frühere Banker und heutige Unternehmer von John. Die in Bayern geplante Demonstrationsanlage soll aus einem 140 Meter tiefen Schacht mit 8 Metern Durchmesser bestehen und ähnlich funktionieren wie ein überirdischer Speicher. Das Innere des mit Stahlbeton verkleideten Schachts ist mit Wasser gefüllt, Herzstück ist ein schwerer beweglicher Kolben. Überschüssiger Strom soll eine Turbine antreiben und den riesigen Kolben nach oben ziehen.

          Wird hingegen Strom benötigt, soll der Kolben durch die Schwerkraft („Gravity“) hinabsinken und wiederum die Turbine antreiben und Strom erzeugen (siehe Grafik). Mit 1 Megawatt wäre die Leistung der Demonstrationsanlage allerdings winzig. „Sie soll nur der Anfang sein“, sagt Clemens Martin, Mitbegründer der Gravity Power GmbH und Geschäftsleiter in Bayern. Funktioniert die Technik aber wie erwartet im kleinen Maßstab, könne etwa im Jahr 2019 eine erste Großanlage – zum Beispiel mit einer Leistung von 300 Megawatt – in Betrieb gehen. Die Ausmaße für eine solche Anlage wären mit einem Schachtdurchmesser von bis zu 80 Metern und einer Tiefe von 500 Metern immens. Sie würde laut Gravity Power etwa 325 Millionen Euro kosten. Trotzdem sind die Unternehmer überzeugt, dass sich eine solche Anlage eines Tages rechnen wird.

          Aber ist ein solches Mammutprojekt technisch überhaupt realisierbar? Um das zu beweisen, hat die Gravity Power GmbH Fachleute für Tunnelbau mit einem Gutachten beauftragt. Ingenieure des Planungsbüros Babendererde Engineers kamen zu dem Schluss, „dass es nach heutigem Stand der Technik möglich ist, eine solche Großanlage zu bauen“, sagt Geschäftsführer Lars Babendererde. Die notwendige Technik sei aus dem Schachtbau bekannt und müsse lediglich modifiziert werden. Allerdings befassten sich die Projektplaner lediglich mit einem Schacht mit 30 Metern Durchmesser, Gravity Power kalkuliert mittelfristig mit mehr als doppelt so großen Anlagen.

          Die positive Beurteilung ist nicht unbestritten. Friedrich Häfner, emeritierter Professor der TU Bergakademie Freiberg und Betreiber des Ingenieurbüros Geores Consult, bezeichnet das Vorhaben als „realitätsfern“. Dass ein Unternehmen, dass vom Bau der Anlage profitieren könnte, das Vorhaben positiv beurteilt, sei nicht verwunderlich. Häfner wendet ein, dass es heute keine Maschinen gebe, die in großer Tiefe einen Schacht mit 80 Meter Durchmesser bauen könnten. Zudem müsse erst einmal viel Geld in die Erforschung der kreisförmigen Dichtung gesteckt werden, die den Kolben einmal umgeben soll.

          Eine Testanlage in Bayern ist in Planung

          Häfner hält es für „undenkbar, bis zum Jahr 2030 eine Anlage zu realisieren, die sich energiewirtschaftlich lohnt“. Sinnvoller sei es, die Erforschung anderer Techniken voranzutreiben, die es ermöglichen, Strom über mehrere Monate zu speichern. Die Initiatoren aus Hessen sind, nachdem sie zahlreiche Fachleute konsultiert haben, dagegen überzeugt, auf alle technischen und wirtschaftlichen Fragen eine Antwort zu besitzen oder zumindest in kurzer Zeit eine Lösung parat zu haben.

          Erste genauere Antworten könnte die geplante Testanlage in Bayern geben. Sie soll etwa 10 Millionen Euro kosten. Noch hat Gravity Power – eine Tochtergesellschaft der amerikanischen Gravity Power LLC – die Summe nicht zusammen. Ein „strategischer Investor“ und eine Reihe privater Investoren seien bereit, gemeinsam etwa die Hälfte der Summe beizusteuern, sagt Geschäftsführer von John. Um konkrete Namen zu nennen sei es noch zu früh. Bis zu einem Viertel der Investitionskosten könnte das Bayerische Wirtschaftsministerium beisteuern, hofft der Unternehmer.

          Ein ausführliches Sondierungsgespräch mit Vertretern des von Ilse Aigner (CSU) geführten Ministeriums habe stattgefunden. Im Ministerium heißt es auf Anfrage: „Die Technologie Gravity-Power steht noch völlig am Anfang. Ob sie eine Alternative zu konventionellen Pumpspeicherkraftwerken werden kann, ist daher offen.“ Ob und, wenn ja, in welcher Höhe eine Unterstützung durch den Freistaat möglich ist, könne zum jetzigen Zeitpunkt nicht bestätigt werden, da noch eine Reihe von technischen und betriebswirtschaftlichen Aspekten zu klären seien.

          Die Energieversorger bleiben skeptisch

          Große Energieversorger wie RWE und Eon haben sich über das Projekt informiert, finanziell engagieren wollen sie sich bislang nicht. „Die Technologie ist spannend und kann theoretisch funktionieren. Sie muss sich aber in der Praxis und auch wirtschaftlich gegenüber Alternativen bewähren“, sagt Erik Hauptmeier, der sich in der Forschungs- und Entwicklungsabteilung des Essener Konzerns RWE mit Speichertechnologien beschäftigt.

          An Standorten, an denen beispielsweise viel Strom aus Photovoltaikanlagen in die Verteilnetze fließt, könnte die Technologie dann dazu dienen, Schwankungen innerhalb eines Tages auszugleichen. „Die Technologie braucht die richtige Geologie. Nur wenn das Verhältnis von Kosten für den Schachtbau und Speichernutzen stimmt, könnte sie relevant für uns werden. Momentan sehe ich das noch nicht“, sagt Hauptmeier. Ähnlich äußert sich Konkurrent Eon. „Insbesondere auf größere Volumina bezogen, sehen wir aber eine Reihe technischer Herausforderungen, die zu lösen sind“, sagt ein Sprecher. Für den Konzern seien andere Energiespeichertechnologien derzeit vielversprechender, wie zum Beispiel Batterien oder Stromspeicherung in Form von Gas („Power-to-Gas“).

          Horatio von John und Clemens Martin wollen sich nicht beirren lassen: „Wir gehen davon aus, dass wir heute zum richtigen Zeitpunkt am Markt sind und wir mit dem Bau der Testanlage schon bald beginnen können“, sagt Clemens Martin. Ihm macht Mut, dass auch der Regionalverband Neckar-Alb die unkonventionellen Speicher als eine Alternative in den Regionalplan aufnehmen möchte und auch das Fraunhofer Institut für Bauphysik in Holzkirchen sich als Projektpartner engagiert. In Kochel am See sind schon einmal große Pläne Wirklichkeit geworden.

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