Anschlussverwendung für das Hambacher Loch

Rheinisches Braunkohlerevier. Bild: Haloorange/CC BY-SA-3.0

Nach Abschluss der Auskohlung könnte das Tagebauloch als Speicher für die Stromerzeugung genutzt werden

Noch ist Hambach im Zusammenhang mit dem verbliebenen Hambacher Forst im Blickfeld der meisten Menschen. Das könnte sich jedoch ändern, wenn das Hambacher Loch als Pumpspeicherkraftwerk eine zweites Leben erhält. Mit diesem sollen dann Wind- und PV-Strom, für den es im Umfeld keine Abnehmer gibt, gespeichert werden. Für den Braunkohlestrom nutzte man bei einem Überangebot in der Vergangenheit beispielsweise die drei Stufen des Schluchseewerks im Südschwarzwald, an welchen der Braunkohleverstromer RWE schon seit Jahrzehnten mit 50 Prozent beteiligt ist.

Für das seit Ende der 1970er-Jahre durch den Abbau von Braunkohle entstandene Loch könnte man sich die Kosten für eine Renaturierung sparen, wenn man dort eine technische Anschlussverwendung finden könnte. Dies könnte auch den Betreiber des Braunkohletagebaus, die früher als Rheinbraun und aktuell unter dem Namen RWE Power AG firmierende Tochter des RWE-Konzerns davon überzeugen, sich für die angedachte Nachnutzung zu entscheiden.

Die Betonkugel vom Bodensee

Ende 2016 hatte man im Bodensee die Energiespeicherung mit Hilfe einer Betonkugel im Rahmen des vom Bundeswirtschaftsministerium vom 1.1.2013 bis zum 30.6.2017 geförderten Projekts STENSEA erprobt. Zuerst wurde das Wasser aus dem Hohlraum der Kugel herausgepumpt. Sobald dann Strom benötigt wurde, strömte das Wasser über eine Turbine in den Hohlraum zurück.

Die Turbine und der mit ihr gekoppelte Generator erzeugt dann Strom. Über ein Kabel wurde der Strom ans Festland geliefert. Forscher des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (Fraunhofer IEE) in Kassel konnten damit nachweisen, dass die Idee der beiden pensionierten Professoren Horst Schmidt-Böcking aus Frankfurt und Gerhard Luther aus Saarbrücken in der Praxis funktioniert, auch wenn die Kugel im Bodensee mit ihrem Durchmesser von gerade mal drei Metern nur etwa die Leistung einer Windkraftanlage innerhalb von vier Stunden speichern konnte. Die Effizienz der Anlage wird mit 90 Prozent beziffert, was deutlich mehr wäre als die Effizienz der Power2Gas-Anlagen, die maximal ein Drittel davon erreichen können.

Die Kugel vom Bodensee in groß

Im Hambacher Loch will man jetzt die Anlage vom Bodensee skalieren und dafür im durchschnittlich 450 Meter tiefen Hambacher Loch auf einer Fläche von etwa vier Quadratkilometer eine 100 bis 200 Meter hohe Betonkonstruktion erstellen. Aus statischen Gründen soll die Konstruktion in einzelne Zellen unterteilt werden, die über ein internes Rohrsystem miteinander verbunden sind, über welches das Wasser sowohl abgepumpt werden kann, als auch bei Bedarf wieder in das Bauwerk zurückströmen kann und über die Turbine den Generator antreibt, der dann wieder Strom erzeugt.

Die Maschineninstallation entspricht vom Prinzip den aktuellen Pumpspeicherkraftwerken. Die Idee stammt aus dem Jahr 2011. Danach wurde von der damalige Hochtief Solutions AG gemeinsam mit dem damaligen Fraunhofer IWES im heute als Fraunhofer IEE firmierenden Teilinstitut eine Vorstudie zur grundsätzlichen Machbarkeit des Konzeptes bei großen Wassertiefen im Meer durchgeführt. Das Konzept für das Hambacher Loch geht auf diese Vorstudie zurück, wobei man auf die Herausforderung durch das Salzwasser verzichtet hat.

Welche Kapazität eine derartige Anlage bieten könnte, liegt bislang nur als überschlägige Berechnung vor. Geht man von einer Grundfläche von vier Quadratkilometern und einer Höhe von 100 Metern sowie einer mittleren Tiefe des dann im Hambacher Loch entstandenen Sees von 400 Metern aus, beträgt die gespeicherte potentielle Energie 300 Millionen Kilowattstunden (kWh). Damit könnte man in einem Zyklus mehr als 270 Gigawattstunden (GWh) an elektrischer Energie speichern. Das ist etwa das Achtfache dessen, was die derzeit in Deutschland vorhanden Pumpspeicher bieten können.

Weitere denkbare Skalierung

Wenn man sich für Großtechnologien begeistern kann, dann bieten sich im Hamabcher Loch noch ganz andere Dimensionen. So haben die Erfinder weiter gerechnet und stellten fest, dass man das Loch auf 1000 Meter vertiefen und die Sohle des Betonhohlkörpers auf acht Quadratkilometer erweitern könnte. Erweitert man dann auch die Höhe des Hohlkörpers auf 300 Meter entstünde eine Speicherkapazität von 4000 GWh. Bei diesen Größenordnungen muss dann jedoch auch die Anlagentechnik weiterentwickelt werden, weil die heute eingesetzten Pumpenturbinen der Belastung wohl nicht gewachsen wären.

Die Kosten für das Pumpspeicherwerk werden mit einem bis zwei Cent pro Kilowattstunde angegeben, wobei nicht klar ist, ob dies die reinen Betriebskosten sind oder ob da auch die Investitionskosten berücksichtigt wurden. Völlig ungeklärt ist auch, wo das Wasser herkommen soll. Zumeist wird heute von etwa 30 bis 40 Jahren ausgegangen, die benötigt werden, bis das Hambacher Loch mit Wasser gefüllt sein könnte. Da der Betonhohlkörper vor der Flutung errichtet werden müsste, muss er dann die Zeit bis zur vollständigen Flutung des Hambacher Lochs ungenutzt abwarten.