Warum die Energiewende sich die Kugel geben muss

Deutsche Klimawendetechnik als internationaler Exportschlager: Wie dieser Wunschtraum vieler Politiker Realität werden könnte, zeigt das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE auf der Weltausstellung Expo 2020 in Dubai, die dort bis zum 30. März 2022 stattfindet. Denn eines der dort prominent ausgestellten Exponate ist das Konzept "StEnSea – Stored Energy in the Sea".

Pumpspeicher haben die Eigenschaft, riesige Energiemengen günstig über sehr lange Zeiträume speichern zu können. Das Problem dabei: Ihr Platzbedarf etwa für zwei große Wasserreservoirs ist riesig. Dieses Problem will das IEE mit seinem Konzept eines Offshore-Pumpspeichers lösen. Die Idee dahinter: Druckfeste Hohlkugeln aus Beton werden in großen Tiefen auf dem Meeresboden verankert. Steht Überschussstrom zur Verfügung, wird damit über eine integrierte Turbine das Wasser aus den Kugeln gepumpt. Bei der Rückverstromung strömt Wasser zurück in die Kugel und treibt über die Turbine einen Generator an. Durch den hohen Wasserdruck in mehreren hundert Metern Tiefe kann auf geringem Volumen ein hohes Maß an Energie gespeichert werden.
 
Erprobt wurde das Konzept bereits erfolgreich mit einer vergleichsweise kleinen Kugel von drei Metern Durchmesser in 100 Metern Tiefe im Bodensee. Die wirtschaftliche Anwendung für solche Speichersysteme liegt aber eher in Meerestiefen von 600 bis 800 Metern mit Kugeln des zehnfachen Durchmessers, so die Forschenden: "Das von uns auf dieser Basis ermittelte Potenzial liegt bei rund dem 1.000-fachen der heute weltweit installierten Pumpspeicherleistung", erläutert Matthias Puchta, Projektleiter am Fraunhofer IEE in Kassel.

Nach dem erfolgreichen Test im Bodensee soll aber zunächst in der nächsten Stufe eine dreimal so große Betonkugel erprobt werden, die dann zirka das 50 bis 100-fache an Energie speichern kann. "Dafür haben wir weltweit mögliche Standorte recherchiert und genauer untersucht. Im Ergebnis wäre eine Umsetzung in Norwegen sehr vielversprechend", erläutert Fraunhofer-Bereichsleiter Jochen Bard, der sich derzeit für die Bildung eines neuen internationalen Projektkonsortiums engagiert. 

"Perspektivisch sehen wir mit heutiger standardisierter und verfügbarer Technik bei der Speicherkapazität von 20 MWh pro Kugel ein weltweites Potenzial mit einer elektrischen Gesamtspeicherkapazität von 893.000 MWh", so Bard weiter. In zukünftigen Parks mit einer großen Anzahl solcher Anlagen können sich damit vergleichsweise niedrige Speicher-Zykluskosten von voraussichtlich 2,0 Cent pro kWh ergeben.