Pumpspeicherwerke flexibilisieren die Bereitstellung von Strom aus Wasserkraft. Bei niedriger Nachfrage wird Wasser aus einem Unterbecken – klassischerweise eine Talsperre – zu einem Oberbecken hochgepumpt, um so bei der nächsten Nachfragespitze viel Strom erzeugen zu können. Im Westharz (Niedersachsen) entsteht vielleicht bald ein Pumpspeicherwerk, das es in dieser Form noch nirgends gibt.
Die Grundidee: Man muss nicht unbedingt ein neues Oberbecken in die Landschaft setzen, man kann auch bereits existierende Steinbrüche zum Wasserreservoir umfunktionieren. Oder man schafft unterirdische Hohlräume und nutzt diese als Becken. Das eine oder das andere muss nur noch mit einer Talsperre verbunden werden – fertig ist das Pumpspeicherwerk. Neben der Energiespeicherung könnte solch eine Anlage auch Talsperren-typische wasserwirtschaftliche Aufgaben erfüllen: Hochwasserschutz, ökologische Niedrigwasserabgabe, Trinkwasserversorgung.
Drei Kandidaten für ein Reservoir
Entstanden ist die Idee nach dem Hochwasser im Sommer 2017, als weite Teile der Altstadt Goslars überschwemmt waren. Die Frage kam auf, wie der Hochwasserschutz im Westharz in Zeiten des Klimawandels zu verbessern wäre. Harzwasserwerke, Harz Energie und Technische Universität Clausthal starteten das Forschungsprojekt "EWAZ" (Energie- und Wasserspeicher Harz) – mit dem Leitgedanken, Hochwasserschutz mit Energiespeicherung zu kombinieren.
Zuerst ging es darum, potenzielle Ober- oder auch Unterbecken zu finden, die sich mit einer der Talsperren im Westharz zum Pumpspeicher verbinden ließen. "Anfangs haben wir neben Steinbrüchen auch Stollen und Abbauhohlräume aus dem historischen Bergbau untersucht", erklärt Alexander Hutwalker, Projektkoordinator der Harzwasserwerke. Sie schieden jedoch aus, weil sie zu wenig Volumen haben und die Strömungswiderstände im Kraftwerksbetrieb hoch gewesen wären.
Blieben die Steinbrüche, und da erwies sich am Ende der Diabas-Steinbruch Huneberg drei Kilometer östlich der Okertalsperre als grundsätzlich geeignet: Er hat ein Volumen von geschätzt 16 Millionen Kubikmetern und liegt etwa 160 Meter oberhalb der Okertalsperre – damit sind die Anforderungen für ein Reservoir erfüllt.
Untersucht wurde bei EWAZ auch, ob es möglich ist, unter Tage neue Hohlräume bergmännisch aufzufahren, die dann als Oberbecken dienen. Hier sind zwei Standorte im Rennen geblieben, so Hutwalker. Sowohl im Höhenzug Hohestein oberhalb der Innerstetalsperre als auch im Höhenzug Stöberhai oberhalb der Odertalsperre wären unterirdische Wasserspeicher denkbar.
Mehrfacher Nutzen für den Westharz
Ob der Westharz tatsächlich ein multifunktionales Pumpspeicherwerk bekommt, steht aber noch nicht fest. Dazu ist jetzt das Nachfolgeprojekt "EWAZ-Transfer" gestartet. Geplant sind geotechnische Untersuchungen und Simulationen, die bis 2027 klären sollen, ob eine solche Anlage wirtschaftlich umsetzbar ist. Zuerst wird in den nächsten Monaten von den drei Oberbecken-Kandidaten einer ausgewählt und anschließend näher unter die Lupe genommen.
"Ist es der Steinbruch Huneberg, prüfen wir, wie er geotechnisch gesichert werden müsste, wie der Netzanschluss gestaltbar wäre, welche Märkte infrage kommen, wie hoch die Bau- und Betriebskosten an dem Standort wären, welches Betriebsmodell energiewirtschaftliche Nutzung und wasserwirtschaftliche Ansprüche am besten vereint." Fiele die Wahl auf einen unterirdischen Hohlraum, würde analog geprüft, wie und zu welchen Kosten dieser bergmännisch aufzufahren ist.
Angenommen, "Ewaz-Transfer" gibt am Ende grünes Licht für den Pumpspeicher der besonderen Art: Davon würde der Westharz in mehrfacher Hinsicht profitieren. Zum einen durch ein flexibleres Energiemanagement in einem auf volatilen, erneuerbaren Energien basierenden Energiesystem. "Größere Photovoltaikanlagen gibt es im Westharz bereits, Windenergieanlagen sind in Planung", so Hutwalker. "Wir müssen aber die erzeugte Energie aus den Spitzenzeiten auch speichern können. Dafür braucht es großtechnische Speicher wie Pumpspeicherwerke."
Auch in puncto Hochwasserschutz wäre die Region viel besser gewappnet, da zusätzlicher Hochwasserschutzraum im Talsperreneinzugsgebiet entstünde. "Wir planen, einen bestimmten Teil des Speichervolumens im Oberbecken grundsätzlich als Hochwasserschutzraum freizuhalten, wie bei einer klassischen Talsperre", so Hutwalker. Ist die Talsperre bis zum Rand gefüllt, soll zwecks Entlastung Wasser aus der Talsperre ins Oberbecken gepumpt werden. Beim anderen wegen des Klimawandels häufiger zu erwartenden Wetterextrem, Dürre, würde das Pumpspeicherwerk ebenfalls gute Dienste leisten: Durch das zusätzlich gespeicherte Wasser müsste die Niedrigwasserabgabe der angeschlossenen Talsperre viel seltener gesenkt werden.
Natureingriff begrenzt
Hutwalker spricht auch den Punkt Nachhaltigkeit an. Klassische Oberbecken brauchen viel Fläche. "Nehmen wir Waldeck in Hessen. Das Oberbecken des kleineren Pumpspeicherwerks Waldeck 1 hat eine Oberfläche von etwa 5,5 Hektar, das Oberbecken von Waldeck 2 kommt schon auf 30 Hektar Oberfläche." Bei Verwirklichung der EWAZ-Pläne wäre ein solcher Flächenverbrauch nicht nötig, "da wir für das Oberbecken statt der grünen Wiese bestehende Gewerbeflächen nutzen, die ansonsten aufwändig gesichert und renaturiert werden müssten."
Zudem soll beim Verbinden von Steinbruch und Talsperre der Eingriff in die Natur möglichst gering gehalten werden. "Wir würden gerne untertägige Maschinenkavernen und Druckstollen installieren. Davon wäre außen nichts zu sehen." Auch die Variante unterirdischer Hohlraum sei bezüglich Natureingriff viel schonender als klassische Oberbecken. Die Höhenzüge Stöberhai und Hohestein blieben an der Oberfläche fast so wie sie sind.
