Wasserpumpspeicher

Ein reiner Wasserpumpspeicher wird auch Pumpspeicherkraftwerk genannt, obwohl er eigentlich kein Kraftwerk ist. Er verbraucht mehr Strom als er liefert. Allerdings liefert er den Strom dann, wenn dieser besonders gebraucht wird. 

Strom kann nicht als Strom gespeichert, sondern nur gewandelt werden. Ein Wasserpumpspeicher ist ein Stromspeicher in dem Sinn, dass er elektrische Energie in Lageenergie (von Wasser) verwandelt und umgekehrt. Dazu besitzt jeder Wasserpumpspeicher ein Oberbecken und ein Unterbecken – in großen Kraftwerken kommen Zwischenstufen hinzu. Kurz gesagt ist ein Wasserpumpspeicher ein „wiederaufladbares“ Wasserkraftwerk, das auch ohne natürlichen Zufluss auskommen kann.

Ist mehr Strom im Netz als aktuell benötigt, entzieht ein Pumpspeicherwerk elektrische Energie. Wird besonders viel Strom benötigt, vor allem mittags, am frühen Abend oder zu besonderen Ereignissen, wie TV-Übertragungen, kann diese Energie mit relativ geringen Verlusten wieder ins Netz eingespeist werden.

Deshalb werden Wasserpumpspeicher auch „Netzregler“ genannt. Sie dienen weniger der Erzeugung, sondern vielmehr der bedarfsgerechten Verteilung von Strom. Strom aus diesen Speicherwerken ist „spitzenlastfähig“, das bedeutet, dass sie in Zeiten maximalen Verbrauchs die Stromproduktion sehr schnell steigern können. Ohne sie wäre ein Netz bei hohem Verbrauch schnell überlastet und es käme zu Stromausfällen.

Wie funktioniert ein Wasserpumpspeicher?

Zentrales Prinzip eines Wasserpumpspeichers ist die Umkehrbarkeit seiner Funktionen: Wasser wird nach oben gepumpt – Wasser wird durch die gleichen Röhren wieder hinunter gelassen. Pumpen verbrauchen Strom, um das Wasser zu heben – das wieder hinunter fließende Wasser erzeugt über Turbinen wieder Strom, etwas weniger, als die Pumpen zuvor verbraucht haben. In neueren Werken können Pumpen sogar zugleich als Turbinen dienen, je nach Richtung, die das Wasser gerade nimmt.

Vor- und Nachteile auf einen Blick

• Wasserpumpspeicher helfen, das Stromnetz zu regulieren. Sie sind gegenwärtig unverzichtbare Bestandteile eines jederzeit den schwankenden Bedarf deckenden Netzes.

• Die Leistung aus Wasserpumpspeichern kann binnen Minuten zur Verfügung stehen. Außerdem benötigen Wasserpumpspeicher – wenn das Oberbecken befüllt ist – kaum eigenen Strom zur Erzeugung von elektrischer Energie. Sie sind damit auch geeignet, andere Kraftwerke bei Stromausfällen wieder anzufahren und gelten damit als „schwarzstartfähig“.

• Ein Wasserpumpspeicher verbraucht zwar mehr Energie als es generiert, der Wirkungsgrad ist aber mit ca. 80% zurück gewonnener Energie sehr hoch.

• Ober- oder Unterbecken von Pumpspeicherkraftwerken sind häufig Stauseen, die eine Belastung für die Naturlandschaft darstellen können. Durch das (nächtliche) Hochpumpen und das Ablassen der Wassermassen kann für Anwohner Lärmbelästigung entstehen.

Der Naturschutzverein BUND klagte 1996 gegen den Bau des Speicherwerks Goldisthal, das heute das größte Wasserkraftwerk Deutschlands ist. Grund für die Klage waren die Befürchtung von unzumutbaren Umweltzerstörungen. Durch die Zahlungen eines außergerichtlichen Vergleichs mit dem Betreiber VEAG wurde vom BUND 1998 die „Naturstiftung David“ für Naturschutz und erneuerbare Energien gegründet.

2010 ist in Südafrika Fußballweltmeisterschaft. Bevor sich vor aller Augen die Tore eines Stadions auftun, öffnen sich in Deutschland gleichzeitig viele unsichtbare Schleusentore, bevor die Mannschaften einlaufen, ergießt sich an verschiedenen Orten eine gewaltige Flut in die geschlossenen Turbinenröhren. Große Fernsehübertragungen wie zu einer Fußballweltmeisterschaft sind gegenwärtig ohne die Leistung von Pumpspeicherkraftwerken nicht durchführbar, ohne ihren zusätzlichen Strom blieben viele Bildschirme schwarz.

Zu welchen Zeiten wird wohl in Deutschland am meisten Strom verbraucht? Wann gibt es Spitzenlast, wann Unterlast? Wann laufen folglich in den Kraftwerken die Pumpen, wann die Generatoren? Die Frage klärt sich schon beim Blick auf die eigenen Gewohnheiten. Nach dem Aufstehen morgens hört man vielleicht Radio, duscht, dreht die Heizung hoch, kocht ein Ei oder wirft die Kaffeemaschine und den Toaster an. Allerdings stehen die Menschen in einem Land nicht völlig synchron auf. Dafür kochen tendenziell fast alle innerhalb der gleichen zwei Stunden zu Mittag, was diese Zeit zu einer verlässlich wiederkehrenden Spitzenlastzeit macht. Am frühen Abend wird wiederum viel gekocht, Licht angeschaltet, ferngesehen oder Musik gehört, telefoniert oder im Internet gesurft. Auch am Abend herrscht Spitzenlast, und das ist Wasser auf die Mühlen der Pumpspeicherkraftwerke. Unterlast ist vor allem nachts – hauptsächlich verbrauchen der Kühlschrank, Geräte im Standby-Betrieb, das Aufladen des Handys, vielleicht eine Heizung, nicht zu vergessen der Radiowecker – und Wasserpumpspeicher, deren Wasser nun wieder in ein oberes Becken gepumpt wird, um für den nächsten Morgen bereit zu sein, Strom.

Zählt Strom aus einem Wasserpumpspeichern zu den erneuerbaren Energien? Immerhin handelt es sich ja um Wasserkraft, und Wasserkraft zählt zu den erneuerbaren. Erneuerbar ist die Energie aus einem Wasserpumpspeicher doch schon per Definition, wenn sich Pumpen und Ablassen, Stromverbrauch und Stromerzeugung immer wieder aufs Neue abwechseln.

Bei näheren Hinsehen kann Strom aus Pumpspeicherwerken jedoch nicht zu den erneuerbaren Energieformen gezählt werden. Der Strom wird in ihm ja nur gespeichert, nicht erzeugt. Die Herkunft des Stroms, mit dem die Pumpen des Speicherkraftwerks betrieben werden, bleibt das einzige Kriterium. In der gängigen Praxis finden sich dennoch Einzelfälle, in denen zum Beispiel Atomstrom nachts in einen ausländischen Wasserpumpspeicher fließt, um tagsüber offiziell als Strom aus Wasserkraft wieder importiert zu werden. In solchen Fällen sind Wasserpumpspeicher nicht nur Energiespeicher, sondern geradezu „Stromwaschanlagen“.

Verknüpfung zum Spiel

Wasserpumpspeicher können dir in Energetika sehr nützlich sein, vor allem, wenn du viel auf die erneuerbare Energie aus Windkraft setzt – deren Stromproduktion wetterbedingt plötzlich wegbrechen kann – oder überhaupt ein wenig knapp an der Grenze zur Unterversorgung operierst. Wasserpumpspeicher sind sozusagen die Versicherung, dass Dellen in der Stromproduktion ausgeglichen werden können. Sie haben auch einen leichten ökonomischen Vorteil, da sie Strom absorbieren können, wenn er billig ist, und ihn wieder verteilen, wenn er teuer ist.

Weiterführende Links

Wissenschaftliche Seite energie-fakten.de über Pumpspeicherkraftwerke:
http://www.energie-fakten.de/html/pumspeicherkraftwerke.html