Am Tagebau Hambach bietet sich die einmalige Chance, ein großes Pumpspeicherkraftwerk zu errichten und damit einen systemrelevanten Beitrag zum Ausgleich der großen Unterschiede zwischen der Stromerzeugung und Stromverbrauch in einem immer mehr durch erneuerbare Energien geprägten Stromsystem zu leisten. Der Standort am Tagebau Hambach hätte das Potential, die 12 fache Speicherkapazität des deutschlandweit bisher größten Pumpspeichers bereit zu stellen. Für das Konzept Stromspeichersee Hambach wird eine weltweit praxisbewährte, extrem langlebige Technologie Pumspeicherkraftwerk vorgesehen, die durch das innovative Element der Glockenspeicher als Unterwasserreservoir erweitert wird. Damit erfolgt eine Entkopplung vom Füllstand und den geplanten Nutzungen des Tagebaurestsees, wodurch dessen Nutzungen nicht eingeschränkt werden.
Ein typischer Batteriespeicher mit 10kWh Kapazität und 6000 Zyklen kostet ca. 5000 Euro. Das sind 60000 gespeicherte kWh über die Lebensdauer und damit mehr als 8 Cent/kWh. Leider wird es den hier vorgestellten 2-Cent-Speicher nicht für Privathaushalte geben. Es geht um Speicher in sehr viel größerem Maßstab, um die Idee für den mit Abstand größten Energiespeicher in Deutschland!
Die Fluktuation der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien erfordert sehr große Speicher. Es ist daher sinnvoll, jedes Speicherkonzept auf Umsetzbarkeit und Wirtschaftlichkeit zu prüfen und alle Konzepte, die diesen Prüfungen erfolgreich standhalten parallel umzusetzen. Dies bedeutet dass die Technologien dabei nicht als Konkurrenz zueinander zu sehen sind, sondern sich gegenseitig ergänzen müssen. Neben den neuen Technologien, wie Batteriespeicher, Wasserstoffspeicher usw. sollten auch weiterhin klassische Pumpspeicher betrachtet werden.
Das Potential für klassische Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland ist beschränkt und weitgehend ausgeschöpft. Es gibt nicht mehr viele Berge an Seen, an denen ohne große Eingriffe in die Natur neue Pumpspeicherkraftwerke errichtet werden könnten. In NRW gibt es jedoch eine Ausnahme: eine riesige „Baugrube“ mit über 400m Höhenunterschied, die in ca. 5 Jahren nicht mehr benötigt wird: der Tagebau Hambach.
Schmidt-Böcking und Team haben für diese einmalige Situation ein Konzept für ein neuartiges Pumpspeicherkraftwerk [SchmBoe2024] erarbeitet, das folgende Eigenschaften aufweist:
- Speicherkapazität größer als alle existierenden Pumpspeicher in Deutschland zusammen
- Bauzeit ca. 5 Jahre
- Speicherkosten von 2 Cent/kWh über die Lebensdauer
- Unsichtbares Unterbecken
- Oberbecken unabhängig vom Restsee Tagebau Hambach
Die Manheimer Bucht soll als Oberbecken genutzt werden. Auf dem Grund des Tagebaus Hambach sollen Betonglocken als Unterbecken errichtet werden. Bei Stromüberschuss wird das Wasser aus den Glocken in die abgetrennte Bucht gepumpt. Wenn das Wasser durch Turbinen wieder zurück in die Glocken fließt wird wieder Strom erzeugt. Dadurch kann dieses Kraftwerk in Betrieb gehen, wenn der Restsee des Tagebaus noch gar nicht geflutet ist. Die Flutung stellt aber auch kein Problem da, da dies nur die Außenseite der Glocken betrifft, was keinen Einfluss auf das Kraftwerk hat.
Das Konzept von Betonhohlkörpern wurde bereits experimentell im Bodensee erprobt und ein hervorragender Wirkungsgrad gemessen. (siehe https://www.iee.fraunhofer.de/de/projekte/suche/2013/stensea.html )
Seit dem Bodenseeversuch sind Jahre vergangen und es wurde schon ein Gutachten zu Pumpspeicherseen in den Tagebauen des Rheinischen Reviers erstellt. Das Gutachten betrachtet nach internen Abstimmungen nur zwei der 26 Varianten, wobei die nicht-untersuchte Variante 2.2 dem Vorschlag des Stromspeichersees am Nächsten gekommen wäre.
Neu ist die Einbeziehung der Manheimer Bucht als Obersee. Den Vorteil hätte durch natürliche Tonschichten auf eine Abdichtung des Beckens im großen Stil verzichten zu können. Eine Staumauer zum Tagebau würde dann Oberbecken vom See bzw. Tagebau trennen.