Seit 1978 wird bei Hambach ungefähr 25 Kilometer westlich von Köln im Tagebauverfahren Braunkohle abgebaut, zuletzt waren es circa 40 Millionen Tonnen jedes Jahr. Das dadurch entstandene „Hambacher Loch“ ist riesig, es nimmt eine Fläche von gut 60 Quadratkilometer ein. Werden soll daraus, wenn alles gut läuft, eine gigantische „Wasserbatterie“, in der überschüssiger Solar- und Windstrom gespeichert werden kann.
Die RWE Power AG ist Betreiber des größten deutschen Tagebaues bei Düren. Sie arbeitet in Sachen Stromspeichertechnik mit den pensionierten Physikprofessoren Gerhard Luther aus Saarbrücken und Horst Schmidt-Böcking aus Frankfurt zusammen. Alle gemeinsam wollen auf ihre Weise der Energiewende zum Durchbruch verhelfen.
Das zur Anwendung kommende Prinzip ist schnell an einem anderen Beispiel erklärt:
Im November 2016 wurde eine Beton-Hohlkugel mit einem Durchmesser von drei Metern ungefähr 100 Meter tief in den Bodensee herabgelassen. Entwickelt wurde das Projekt von IWES-Wissenschaftlern, also von den Forschern am Kasseler „Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik“. Überschussstrom wird dazu verwendet, die Kugel entgegen dem Wasserdruck, der in dieser Tiefe gut zehn bar beträgt, leer zu pumpen. Wenn später wieder Energie gebraucht wird, lässt man das Tiefenwasser über eine Turbine kraftvoll in die Kugel zurückströmen.
Siehe dazu unseren Artikel „Kann elektrischer Strom unter Wasser gespeichert werden?
Mit diesem Pilotprojekt konnten im Verlauf der letzten Jahre viele technische Detailfragen untersucht und geklärt werden. Das wichtigste Ergebnis war gewiss, dass die Betonkugel den erstaunlich hohen Wirkungsgrad von fast 90 Prozent erreicht. Im Vergleich dazu: Das Power-to-Gas-Verfahren zum Beispiel kann diesbezüglich nur mit mageren 30 Prozent aufwarten. Auch hierbei geht es um ein Speicherkonzept, bei dem elektrischer Strom einen „Elektrolyseur“ betreibt, der Wasserstoff und im nächsten Arbeitsschritt Methan erzeugt, das entweder ins Gasnetz oder in eine Erdkaverne eingespeist wird.
Aber was hat das mit dem Hambacher Loch zu tun?
Kommen wir als0 wieder zurück zum Hambacher Loch. Im Durchschnitt ist die Braunkohlegrube 450 Meter tief. Ihre Sohlenfläche beträgt nahezu vier Quadratkilometer. Ungefähr im Zentrum soll eine 100 bis 200 Meter hohe Konstruktion aus Beton aufgestellt werden, die einen enormen Innenhohlraum bereitstellen wird. Und dann wird das ganze Loch geflutet. In Bodennähe wird es ein Rohrsystem geben, das dafür sorgt, dass das Tiefenwasser, das den höchsten Druck aufweist, durch die Turbinen einströmen wird.
Den Berechnungen zufolge beträgt die potenzielle Energie des einströmenden Wassers in etwa 300 Millionen Kilowattstunden (kWh). Unter Berücksichtigung des Wirkungsgrades können bei einem Zyklus ungefähr 270 Gigawattstunden (GWh) elektrische Energie gespeichert werden. Das ist achtmal mehr als das, was sämtliche Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland leisten können.
Rechenexempel
Rechnet man das Modell noch etwas weiter, ergibt sich folgender Blickwinkel: Bei einer Bauhöhe der Zentralkonstruktion von 200 Metern steigt die Speicherkapazität gleich auf 480 GWh. Nun könnte man theoretisch das Loch auf 1.000 Meter vertiefen und das Bauwerk auf 300 Meter auftürmen. Damit käme man schon in die Größenordnung von 4.000 GWh. Es wäre nicht unrealistisch, 100 Füllzyklen pro Jahr durchzuführen. Im Ergebnis erhielten wir dann über 250 Milliarden kWh, also die vierfache Energiemenge, die das Hambacher Loch bislang liefern konnte.
Eine Antwort auf die Kostenfrage
Die Stromproduktionskosten würden je nach Ausbaustufe nur zwischen 1 und 2 Cent pro Kilowattstunde liegen. Die Hochtief AG war bereits mit von der Partie, als die Betonkugel in den Bodensee rollte. Ein echtes Interesse an einer führenden Mitwirkung an dem Großprojekt konnte und wollte das Unternehmen tunlichst nicht verbergen. Doch noch sind viele Detailfragen zu klären. Eine davon rankt sich darum, woher wohl das viele Speicherwasser überhaupt kommen soll.