Riesige Hohlräume als Speicher nutzen

Der gebürtige Trupbacher Physiker Prof. Dr. Dr. h.c. Horst Schmidt-Böcking (Goethe-Universität Frankfurt)war zum Abschluss des Wintersemesters 2020/21 digital zu Gast bei Forum Siegen. Foto: Screenshot

Prof. Dr. Horst Schmidt-Böcking: Hambacher Loch bietet sich zur unsichtbaren Kurzzeitspeicherung für Strom aus regenerativer Energiegewinnung an

Die Energieversorgung aus regenerativen Quellen ist ein großes und bedeutsames Thema unserer Zeit. Schon mit Blick auf den Klimawandel und endliche Ressourcen wird nach Alternativen zu fossilen Brennstoffen gesucht. Sonne und Wind können Energiequellen sein. Bei beiden besteht aber noch das Problem des schwankenden Zur-Verfügung-Stehens und damit die Frage nach der Speicherung. In Zeiten des Strom-Überflusses kann die gewonnene Energie in Deutschland bislang nicht umfassend zeitnah verbraucht werden. Sie muss teils (teuer) in benachbarte Länder weitergeleitet werden oder geht verloren.

Prof. Dr. Dr. h.c. Horst Schmidt-Böcking ist von Haus aus Kern-Physiker und Pensionär der Goethe-Universität in Frankfurt. Gemeinsam mit Dr. Gerhard Luther (Universität Saarbrücken) beschäftigt er sich seit Beginn des Jahrtausends mit dem Problem der Energiespeicherung aus regenerativer Energiegewinnung. Benötigt werden Speicher für die Zeitspanne zwischen einem Tag und etwa einer Woche. Der gebürtige Trupbacher war kurz vor seinem 82. Geburtstag digital zu Gast bei Forum Siegen. Sein Thema lautete „Unsichtbare gigantische Pumpspeicherkraftwerke PSKW in gefluteten Braunkohleabbaustätten – eine Schlüsseltechnologie für Kurzzeitspeicher zur Umsetzung der Energiewende“.

Schmidt-Böcking und Luther setzen beim Thema Kurzspeicherung auf das System der Wasserpumpspeicherwerke. Das größte Werk liegt im Thüringischen Goldisthal. Benötigt werden riesige Wasserreservoirs mit stattlichem Höhenunterschied. Zur Speicherung von Energie werden Wassermengen mittels Turbine vom tiefer gelegenen in das höher gelegene Reservoir gepumpt. Zur Freisetzung von Energie läuft das Wasser von oben nach unten und bewegt die Turbine aus eigener Kraft. Schmidt-Böcking: „In Deutschland gibt die Topografie den Bau solcher Wasserpumpspeicherwerke kaum noch her.“

Anfangs experimentierten die Forscher daher mit Beton-Leerkugeln auf dem Grund tiefer Seen und Meere. In der Leerkugel herrscht Unterdruck. Am Ein-/Auslass der Kugel ist eine Turbine montiert. Mit Energieaufwand wird das Wasser aus dem Behältnis gepumpt. Das entspricht der Speicherung. Zur Energiegewinnung füllt sich dann das Unterdruck-Behältnis über die Turbine. Getestet wurde das Verfahren mithilfe potenter Partner 2016 im Bodensee. Das Verfahren erhielt ein Jahr später den German Renewables Award.

Wegen des massiven Geländeverbrauchs für solche Anlagen haben die beiden Forscher nunmehr das Hambacher Loch in den Blick genommen. Die Voraussetzungen, so Schmidt-Böcking, seien hinsichtlich der Tiefe und der Fläche von 42 km2 optimal. Die Zukunftsvision eines Freizeitsees mit sauberer Luft entstehe. Eine Speicherlösung für regenerative Energien sehen Schmidt-Böcking und Luther in einem tief im See versteckten Hohlraum des Umfangs von 500 Million Kubikmeter. Pro Zyklus des Herauspumpens und Einströmens sei eine Speicherung bis zu 400 Milliarden GWh (Gigawattstunde) möglich – und dies bei Kosten von unter 100 Euro pro KWh.

Von der Kugelform haben sich die Forscher mittlerweile verabschiedet. Sie planen mit riesigen hexagonalen Röhren (Bienenwabenmuster). Diese sollen 100 – 150 Meter hoch und im Komplex etwa 125 m breit sein. Eine Anordnung von 36 mit einander verbundenen Röhren und insgesamt einer Turbine ist gedacht. Schmidt-Böcking: „Diese bilden ein gemeinsam gegossenes Betonsystem, in dem eine Röhre die andere stützt“. Eine solche Anlage koste rund 90 Mill Euro. Ins Hambacher Loch passten rund 500 Elemente. Mit dem Bau könne bereits jetzt begonnen werden.

Schmidt-Böcking verhehlte nicht, dass anderweitig die Speicher-Zukunft in Lithium-Batterien gesehen wird.

Das Sommersemester von Forum Siegen steht unter dem Oberthema „Fortschritt“ und umfasst den Zeitraum vom 22. April bis zum 8. Juli 2021. Die Veranstaltungen finden jeweils donnerstags ab 20 Uhr statt. Die Art der Veranstaltung hängt vom weiteren Verlauf der Corona-Pandemie ab. Information wird zeitnah veröffentlicht (siehe www.uni-siegen.de/wissensstadt).