Ringwallspeicher und geotechnische Speichersysteme für die Herausforderungen der Energiewende
Seite 6: Zusatzüberlegungen und Nutzungsperspektiven
- Ringwallspeicher und geotechnische Speichersysteme für die Herausforderungen der Energiewende
- Welche Eigenschaften erfordern Speicher für die Energiewende?
- Speicheralternativen
- Ringwallspeicher
- Vergleich Ringwallspeicher / Braunkohle
- Zusatzüberlegungen und Nutzungsperspektiven
- Alternative geotechnische Speichersysteme
- Fazit
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Sollten sich im Zuge des Klimawandels Szenarien bewahrheiten, dass Wetterextreme zunehmen, dann wäre eine Region mit Ringwallspeicher dafür gut gerüstet.
Die Analysen des Energiewetters zeigen, dass die Ringwallspeicher meistens aufgeladen wären und im Unterbecken in der Regel nur geringe Pegelschwankungen für den ständig stattfindenden Kurzzeitspeicherbetrieb ablaufen. Größere Entnahmen sind sehr selten, dann meistens im Winter und nur in mehrjährigen Abständen zu erwarten.
Das vom Wasserstand abgesenkte Unterbecken wäre fast immer aufnahmebereit für große Hochwasserereignisse, die bei Extremwettersituationen vermehrt zu erwarten wären.
Die Wasseraufnahmekapazität eines Ringwallspeichers wäre so, dass dieser leicht die Abflussmengen eines gesamten Jahres aufnehmen könnte. Diese könnten nach dem Hochwasserereignis geordnet abgelassen werden. In Niedrigwasser- und Trockenphasen könnte das zu viel gebunkerte Wasser aus dem Ringwallspeicher genutzt werden, um das Fließgeschehen der Flüsse zu stabilisieren und Bewässerung und Trinkwasserversorgung aufrecht zu erhalten.
Die Verdunstung, insbesondere aus dem Oberbecken eines Ringwallspeichers lässt sich erheblich reduzieren, indem auf ihm schwimmende Solarenergieanlagen angebracht werden. Diese lassen sich drehen und immer optimal zur Sonne ausrichten. Die eingesetzte Fläche würde damit doppelt genutzt. Einerseits zur Energieumwandlung anstelle von Freiflächenphotovoltaik und andererseits zur Speicherung. Nach der Erstbefüllung des Systems, zu der über einige Jahre hinweg die Hochwasserereignisse der vorbeifließenden Gewässer ausgenutzt werden, müssen später nur noch die Verdunstungsverluste ausgeglichen werden.
Die bei dem hier zur Diskussion gestellten Langzeit-Ringwallspeicher nur sehr moderat stattfindenden Pegelveränderungen ähneln den Wasserstandschwankungen eines Flusses, der ab und zu einmal ein Hochwasser erlebt. Das sind ökologisch viel günstigere Bedingungen als die Verhältnisse in einem herkömmlichen Pumpspeicher, der im Kurzeitbetrieb innerhalb weniger Stunden sein gesamtes Arbeitswasservolumen möglichst oft zwischen Ober- und Unterbecken austauscht.
Kleiner Ringwallspeicher bei vorhandenem Höhenunterschied
Ein Beispiel, wie so ein Speichersystem für ein kleines Versorgungsgebiet in eine hügelige Mittelgebirgslandschaft integriert werden könnte, zeigt Abbildung 17.
Damit ließen sich die Volatilitätsprobleme des Versorgungsgebiets der Festspielstadt Wunsiedel im Fichtelgebirge mit ca. 15.000 Einwohnern bei einer zu 100% regenerativen Stromversorgung lösen.
Das Versorgungsgebiet verfügt über relativ große Bioenergiepotentiale aus Land- und Forstwirtschaft.
Hochwasserschutz, Freizeitsee und nachhaltige Versorgung mit regenerativer Energie ließen sich damit vereinigen.
Speicherwassersysteme in der Schweiz
Die Schweiz verfügt über riesige Speicherwasserressourcen, die es ermöglichen, das Land für etwa 50 Tage allein aus den Speicherbecken heraus zu versorgen. Allerdings ist der Kraftwerkspark der Schweiz so ausgelegt, dass diese riesigen Speichervorräte auch benötigt werden, um die Stromversorgung des Landes zu bewerkstelligen.
Die alpinen Speicher in der Schweiz werden im Wesentlichen im Sommerhalbjahr mit der Gletscherschmelze aufgefüllt und im Winterhalbjahr, mit dem Eingefrieren der Gletscher, geleert (ein Speicherzyklus pro Jahr).
Die Schweiz möchte ebenfalls aus der Kernenergienutzung aussteigen und bekommt damit insbesondere im Winter ein Versorgungsproblem.
Dieses könnte durch den Einsatz von Windenergiesystemen gelöst werden, um die wegfallende Kernenergie zu ersetzen.
Allerdings erscheint der Einsatz von Windenergieanlagen auf den Höhenzügen der Schweizer Alpen derzeitig als eine in mehrfacher Hinsicht unlösbare Herausforderung.
Würde die Schweiz durch Kooperation mit den Nachbarländern zu einem idealen Energiemix aus Wind- und Laufwasserenergie gelangen, dann könnte sie mit deutlich weniger Speicherkapazität als ihr zur Verfügung steht, eine sichere Versorgungssituation herbeiführen.
Windenergielieferung gegen Partizipation an der Speicherkapazität könnte ein interessantes Geschäftsmodell zwischen Deutschland und der Schweiz werden, die zu einer vorteilhaften Situation der beteiligten Partner führt.
Für Bayern im Süden Deutschlands würde das allerdings bedeuten, dass die Windenergie gegenüber dem vorliegenden bayerischen Energiekonzept einen ganz anderen Stellenwert erhalten muss.
Ein idealer Energiemix aus Wind und Sonne liegt in Süddeutschland etwa bei 80% Windenergie zu 20% Photovoltaik. Wenn Bayern, ähnlich wie die Schweiz, unüberwindbare Schwierigkeiten beim Ausbau der Windenergie sehen sollte, dann werden diesen Handel mit der Schweiz über kurz oder lang andere Regionen machen.
In der kleinen dicht besiedelten Schweiz war es im letzten Jahrhundert bis etwa 1970 möglich, riesige Wasserspeichersysteme zu errichten, die eine nachfragegerechte, regenerative und dazu kostengünstige Vollversorgung des Landes mit Strom, fast ausschließlich aus Wasserkraft, ermöglichten.
Mit Einzug der Kernenergie wurden, wie in vielen Ländern, Stimmungen laut (oder angeheizt), die in der Nutzung von Wasserkraft und den damit verbundenen Stauhaltungen eine Naturzerstörung sehen. Dies hat in einigen Ausprägungen dieser Systeme aus ökologischer Sicht sicher auch eine gewisse Berechtigung. Niemand prangert jedoch die Schweiz wegen dieser riesigen Speicherwasserbecken der Naturzerstörung an oder fordert gar deren Rückbau. Vielmehr sind die Stauseen beliebte Fotomotive und sollen nun weiter ausgebaut werden.
Wenn es gelingt, diese ideologische Blockade gegen große Wasserbauwerke wieder aufzulösen und auf eine konstruktive Herangehensweise zurück zu führen, wären wir auch in Deutschland in der Lage, vergleichbare Flächen wie in der Schweiz als Wasserhaltungen für Energiespeichersysteme zu errichten.
Die geringeren Höhenunterschiede, die uns hierzulande zur Verfügung stehen, lassen sich kompensieren durch einen idealen regenerativen Energiemix, der es ermöglicht, mit deutlich kleineren Speicherkapazitäten, als diese in der Schweiz errichtet wurden, zu einer sicheren regenerativen Stromversorgung zu gelangen.
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