Offshore-Pumpspeicher für die weltweite Energiewende

Test des Offshore-Pumpsspeicherkraftwerks im Modellmaßstab 1:10 im Bodensee (Bildquelle: Fraunhofer IEE)

Offshore-Pumpspeicherkraftwerke für die weltweite Energiewende – das ist die Vision, die Forschende des Fraunhofer IEE verfolgen. Im Rahmen des Projekts „StEnSea – Stored Energy in the Sea“ war 2016 ein Funktionsmodell im Maßstab 1:10 im Bodensee erfolgreich getestet worden. Nun soll das Projekt mit einer dreimal so großen Kugel auf eine neue Stufe gestellt werden.

Die wirtschaftliche Anwendung für solche Speichersysteme liege in Meerestiefen von 600 bis 800 Metern, berichtet das Fraunhofer IEE, das die Forschungsergebnisse auf der EXPO in Dubai im März kommenden Jahres vorstellen will. Mögliche Standorte lägen insbesondere vor den Küsten Europas, Japans und den USA. „Das von uns ermittelte Potential liegt bei rund dem 1.000-fachen der heute weltweit installierten Pumpspeicherleistung – das ist ein wichtiger Beitrag zur internationalen Energiewende“, sagt Matthias Puchta, Projektleiter am Fraunhofer IEE in Kassel.

Das Konzept basiert auf einer hohlen Betonkugel, die nach dem Prinzip eines Pumpspeicherkraftwerks funktioniert. Einströmendes Wasser treibt eine Turbine an, die Strom erzeugt. Bei einem Überschuss an elektrischer Leistung wird das Wasser wieder teils oder ganz aus der Hohlkugel gepumpt. Damit könnte Energie beispielsweise in der Nähe von Offshore-Windparks im Meer zwischengelagert werden.

Dreimal so große Betonkugel kann 50 bis 100 mal soviel Energie speichern

3D-Miniaturen der StEnSea-Anlagen als Ausstellungsstück auf der Expo 2020 in Dubai. (Bildquelle:
German Pavilion Expo 2020 Dubai Bjoern Lauen)

„Nach dem erfolgreichen Test im Bodensee streben wir nun in der nächsten Stufe eine dreimal so große Betonkugel an, die dann zirka das 50 bis 100-fache an Energie speichern kann“, erläutert Fraunhofer-Bereichsleiter Jochen Bard, der sich derzeit für die Bildung eines neuen internationalen Projektkonsortiums engagiert. Dafür habe man weltweit mögliche Standorte recherchiert und genauer untersucht. Im Ergebnis wäre eine Umsetzung in Norwegen sehr vielversprechend. „Darüber hinaus haben wir die Ergebnisse des Projektes mit möglichen industriellen Partnern diskutiert und weiteren Forschungsbedarf identifiziert. Die Finanzierung der weiteren Entwicklung soll in Abstimmung mit industriellen Partnern und den öffentlichen Förderern aufgebracht werden.“

Perspektivisch sehe man mit heutiger standardisierter und verfügbarer Technik bei der Speicherkapazität von 20 MWh pro Kugel ein weltweites Potenzial mit einer elektrischen Gesamtspeicherkapazität von 893 GWh. In zukünftigen Parks mit einer großen Anzahl solcher Anlagen könnten sich damit vergleichsweise niedrige Speicher-Zykluskosten von voraussichtlich 2,0 € Cent pro kWh ergeben. „Damit ließen sich kostengünstig wichtige Ausgleichsbeiträge für die schwankende Erzeugung aus Wind und Sonne für die weltweite Energiewende leisten“, betont Bard.

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