Kurs: Technik, Energie und Nachhaltigkeit | OnCourse UB

  • Lektion 4

    • Laufwasser und Pumpenspeicherkraftwerke

      Laufwasserkraftwerke werde durch die folgenden Parameter unterschieden: 

      • nach der Leistung, 
      • dem Ort ihres Einbaus und 
      • der Fallhöhe der Turbine:



      Für den Bau von Laufwasserkraftwerken sind Flüsse mit einem Gefälle von mehr als 2% besonders geeignet. Die Flusskraftwerke werden unterschiedlich im Fluss positioniert, als Blockbaukraftwerk, Buchtenkraftwerk, Zwillingskraftwerk (beidseitig), Pfeilerkraftwerk (aufgelöst) oder als überströmbares Kraftwerk (vgl.: Giesicke 2009).

      Schema eines Laufwasserkraftwerkes:


      Pumpspeicher bieten eine ideale Möglichkeit, überschüssigen grünen Strom in gespeicherte Energie (auch potenzielle Energie oder Lageenergie genannt) umzuwandeln.

      Die gespeicherte Energie kann nach Bedarf sehr kurzfristig genutzt werden, diese Eigenschaft der Pumpspeicherkraftwerke wird Schwarzstartfähigkeit genannt.

      Geeignete Standorte für Pumpspeicherkraftwerke sind stark von geografischen Gegebenheiten, also dem Gefälle zwischen Unterbecken/Unterlauf und Oberbecken abhängig. Durch die in der Regel unterirdisch anzulegende Druckrohrleitung entstehen hohe Baukosten. Pumpspeicher werden daher entweder im Mittelgebirgsraum realisiert oder an sonstigen geeigneten Standorten mit passendem Gefälle.

      Schema und Funktion eines Pumpspeicherkraftwerks:


      Das größte Pumpspeicherkraftwerk in Deutschland ist Goldisthal im Thüringer Wald mit einer Leistung von rund 1.060 MW. Das Goldisthaler Oberbecken umfasst 12 Millionen m³ Wasser, diese sogenannte Lageenergie reicht für acht Stunden Turbinenbetrieb bei voller Last. Die Fallhöhe beträgt 302 m. Neben Goldisthal sind die größten Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland in Markersbach (1.045 MW), das Schluchseewerk Wehr (910 MW) und Waldeck II (480 MW) (vgl.: Statista 2024).

      Eine bisher nicht realisierte, aber interessante Variante der Pumpspeicherkraftwerke sind mögliche Anlagen unter Tage in alten Bergwerken. Ein ebenerdiger Obersee wird in einen außer Betrieb genommenen alten Bergwerksschacht fallen gelassen, bei überschüssiger Energie kann dann der im Stollen entstehende unterirdische See wieder an die Oberfläche gepumpt werden. Im Saarland (Luisenthal, Nordschacht Lebach) wie auch im Ruhrgebiet sind bereits vor einigen Jahren Machbarkeitsstudien für diese Form eines Pumpspeichers erstellt worden. Die Projekte erweisen sich in der bisherigen Kalkulation als unwirtschaftlich, aber nicht chancenlos. Das Bergwerk Prosper-Haniel in Bottrop (seit 2018 geschlossen) hätte laut einer Vorstudie das Potential, rund 450.000 Haushalte mit Strom zu versorgen. Ein Gutachten errechnete Kosten in Höhe von 250 bis 300 Mio. Euro, diese seien laut Niemann (Universität Duisburg-Essen), die aber vergleichbar mit den Baukosten oberirdischer Speicherkraftwerke wären.

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