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04. Aug. 16

Das Gelände in Weilheim: Das Kiesbett könnte der erste Schritt zu einem neuartigen Pumpspeicher sein. Derzeit finden Geologen jedoch noch heraus, ob der Standort sich für eine so tiefe Bohrung eignet.

Neues Leben in alten Reaktoren

Beim Rückbau der deutschen Reaktoren fallen 15 Millionen Tonnen Schutt an. Ein US-Investor will daraus neuartige Pumpspeicher bauen. Für ein Pilotprojekt in Bayern sind bereits die Bagger angerückt.

Das Gelände in Weilheim: Das Kiesbett könnte der erste Schritt zu einem neuartigen Pumpspeicher sein. Derzeit finden Geologen jedoch noch heraus, ob der Standort sich für eine so tiefe Bohrung eignet.

Von Helmut Monkenbusch

In einem Kiesbett auf dem Gelände der Stadtwerke Weilheim gräbt sich ein Bohrer 140 Meter tief in die Erde. Geologen überwachen die Erkundungsbohrung. Sie wollen feststellen, ob sich der Standort eignet, hier einen acht Meter breiten Schacht in den Boden zu rammen und eine technische Weltneuheit einzulassen: ein spezielles Pumpspeicherwerk, das Strom aus der hauseigenen Solaranlage zwischenlagern soll.

Wenn alles klappt – wovon in Weilheim jeder ausgeht –, könnten die Bauarbeiten für die neuartige Anlage 2017 beginnen, zwölf Monate später wäre sie betriebsbereit. Das soll allerdings nur der erste Schritt sein.
In einem zweiten soll die Technologie helfen, zwei zentrale Probleme der Energiewende zu lösen: Zum einen könnten Anlagen wie in Weilheim an vielen Orten in Deutschland entstehen, um überschüssigen Strom aus erneuerbaren Quellen zu speichern und so die bislang schwankende Versorgung auszugleichen. Zum anderen könnten sie beim Atomausstieg helfen – denn es ist geplant, zum Bau solcher Anlagen Millionen Tonnen von Schutt einzusetzen, die beim Rückbau von Kernkraftwerken anfallen.

Das Interesse an der Demonstrationsanlage jedenfalls ist groß. Beim Ersten Bürgermeister der oberbayerischen Gemeinde hat sich selbst aus China eine Delegation angekündigt. Ein Besucherzentrum ist bereits geplant.
Bauherr ist die Projektgesellschaft Gravity Energy AG, eine deutsche Tochter des US-Greentech-Unternehmens Gravity Power (GP).

Es wurde vom kalifornischen Milliardär David Gelbaum gegründet, der mit Hedgefonds handelte, bevor er begann, bis zu 500 Millionen Dollar gießkannenmäßig in hoffnungsvolle grüne Projekte zu investierten. Zu den Vorhaben, aus denen etwas zu werden scheint, gehört der Pumpspeicher in Oberbayern.

Das Prinzip des neuartigen Pumspeichers ist sehr einfach und basiert auf bereits gut bekannten und mehrfach eingesetzten Technologien.

Ein gewaltiger Kolben schwimmt auf einem wassergefüllten Schacht

„Das Grundprinzip ist verblüffend einfach“, sagt Clemens S. Martin, einer der Geschäftsführer des Unternehmens, im Gespräch mit energie-winde.de. „In einem mit Wasser gefülltem Schacht befindet sich ein großer massiver Kolben. Wenn Sie überschüssige Energie speichern wollen, wird der Kolben hydraulisch nach oben gepumpt. Wenn Sie die Energie abrufen wollen, sinkt der Kolben durch sein Eigengewicht und drückt das Wasser durch eine Turbine, die Strom erzeugt.“

Der Speicher von Gravity Power sei alles andere als ein Wunderwerk, da er bewährte Technologien aus der Pumpspeicherindustrie  sowie dem Berg- und Tunnelbau „zu einem neuen unterirdischen System kombiniert“, erklärt Martin.

Beim Bau der Testanlage arbeitet sein Unternehmen mit Industriepartnern aus den Bereichen Tiefbau und Hydrotechnologie zusammen. Die Firma Babendererde Engineers bringt ihr Know-how zum Tunnelbau ein, von Andritz Hydro stammt die Pumpturbine und bei der Freudenberg Gruppe werden die Dichtungen entwickelt. „Sie sind das einzige wirklich Neue an unserem System“, sagt Martin.

Auch wenn der Demospeicher nur auf eine geringe elektrische Leistung von einem Megawatt kommt, ist er von großem Nutzen. „Es ist wichtig, die Dichtungstechnologien zu optimieren, damit wir in ganz andere Dimensionen vorrücken können“, so Martin. Dem Manager schweben bis zu 80 Meter breite und 500 Meter tiefe Großspeicher vor, die eine elektrische Leistung von 300 Megawatt erzeugen können. Zum Vergleich: Das entspräche in etwa der Leistung des Offshore-Windparks Amrumbank West vor Helgoland.

Erst in einigen Jahren ließen sich solche Vorhaben umsetzen. „Es wären gigantische Speicher, groß wie moderne Autotunnel, nur dass sie vertikal nach unten führen“, erläutert Martin. Die Baukosten schätzt er auf über 300 Millionen Euro.

Beim Abriss stillgelegter Atomkraftwerke (im Foto: Grafenrheinfeld in Bayern) fallen Millionen von Tonnen Schutt an. Sie könnten vor Ort zum Bau von Pumpspeicherwerken genutzt werden. Vorteil: Die nötigen Netzanschlüsse sind schon vorhanden.

Warum sich ausgerechnet Atomkraftwerke eignen

Solche Großspeicher ließen sich nach Martins Vorstellungen auch in stillgelegten Atomkraftwerken installieren, die zurückgebaut werden sollen. Das ist ein weiteres grünes Zukunftsprojekt des Managers. Die Idee dahinter: Die Anlagen sollen aus dem recycelten Altbeton der Kraftwerke gebaut werden.

Dieser Schutt gilt dann offiziell als „freigemessen“. So wird in der Strahlenschutzverordnung Bauschutt aus Atomanlagen bezeichnet, dessen Strahlung einen festgelegten Grenzwert unterschreitet. Er darf unkontrolliert wie Hausmüll deponiert oder im Straßenbau verwendet werden.

Bis zu 15 Millionen Tonnen Altstahl und -beton fallen in den nächsten Jahren beim Rückbau der Atommeiler an. Statt das Material übers Land zu verteilen, könnten Teile direkt an Ort und Stelle unterirdisch verbaut werden. Für den Standort spricht auch, dass „die Netzanschlüsse und die Infrastruktur schon vorhanden sind“, so Martin.

Partner von Gravity Power ist das Fraunhofer Institut für Bauphysik (IBP), mit dem eine Zusammenarbeit vereinbart wurde. Das Institut hat ein Verfahren zum Recycling von Altbeton entwickelt, es heißt „elektrodynamische Fragmentierung“. Hierbei wird der Beton mithilfe elektrischer Blitze in seine Einzelteile Zement, Kies und Kalksplitt zerlegt. Nach herkömmlicher Methode landet Altbeton unter enormer Staubentwicklung im Schredder.

„Das ist Downcycling“, sagt IBP-Projektleiter Volker Thome. Denn bei der Wiederverwertung verschlechtere sich die Qualität des Rochstoffes von Vorgang zu Vorgang. „Das neue Verfahren zur Rückgewinnung von hochwertigen Zuschlägen würde die Recyclingquote dagegen etwa verzehnfachen“, erklärt der Forscher. 

Professor Wagner von der Technischen Universität München forscht, ob das neuartige Pumpspeicherkraftwerk auch wirtschaftlich vielversprechend ist.

Fernsehen und Kino berichten über Gravity Power

Nachdem das ZDF, diverse Zeitungen und auch die Kinodokumentation „Power to Change“ über diese alternative Entsorgung von Atommüll berichtet hatten, ist Gravity Power in der Öffentlichkeit bekannt.

Kraftwerkbetreiber wie RWE und Eon hätten sich bereits über das Projekt informiert, „finanziell engagieren wollen sie sich bislang aber nicht“, schreibt die „Frankfurter Allgemeine Zeitung“. Aus der Forschungs- und Entwicklungsabteilung des Essener Konzerns RWE habe es geheißen: „Die Technologie ist spannend und kann theoretisch funktionieren. Sie muss sich aber in der Praxis und auch wirtschaftlich gegenüber Alternativen bewähren“. Gemeint sind Technologien wie Batterien oder der Speicherung von Strom in Wasserstoff und Methan („Power-to-Gas“).

Ob die Wasserpumpspeicher von Gravity Power eine Chance im Energiemarkt haben, erforscht die TU München in einem Begleitprojekt. „Welche Kriterien muss das System erfüllen, damit es in den Strommarkt integriert werden kann? Wie viel dürfen Bau und Betrieb maximal kosten? Wie hoch muss die Energieeffizienz sein? Wir erforschen, was der Markt hergibt und wie groß die Margen sind“, sagt Professor Ulrich Wagner vom Lehrstuhl für Energiewirtschaft und Anwendungstechnik. „Es gibt ein Defizit in der Speichertechnologie, die 100 Megawatt Leistung erbringt und einigermaßen bezahlbar ist.“

Lange Zeit habe man gedacht, mit den erneuerbaren Energien breche die goldene Ära der Pumpspeicherwerke an. „Das Gegenteil ist der Fall“, stellt Wagner fest. „Trotz des hohen Speicherbedarfs sind die Margen eingebrochen.“ Das alte Geschäftsmodell funktioniere nicht mehr.

„Pumpspeicher wurden früher mit günstigem Nachtstrom aus Braunkohle oder Kernenergie aufgeladen. Tagsüber, wenn der Strom um vier Cent teurer war, wurde er mit entsprechendem Gewinn verkauft. Doch heute ist die Differenz zwischen Nacht- und Tagstrom nur noch gering.“ Wagner spricht von einem „sich selbst hemmenden System“, das man durchbrechen müsse. Dabei sind günstige Speicher „die naheliegendste Option“.
In Weilheim glauben sie jedenfalls fest daran.

Ricarda Schuller
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