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Pumpspeicher-Kraftwerke auf dem Meeresgrund

Arbeitsrecht – Erbrecht - Schulrecht

Pumpspeicher-Kraftwerke auf dem Meeresgrund

Wasser

Die Entwicklung von Energiespeichersystemen ist ein entscheidender Baustein für die erfolgreiche Energiewende. Sie ermöglicht die Integration erneuerbarer Energien, sichert eine stabile und zuverlässige Energieversorgung, reduziert Emissionen und fördert wirtschaftliche und technologische Innovationen. Ohne leistungsfähige Speichersysteme wäre ein nachhaltiges und klimaneutrales Energiesystem nur schwer umsetzbar.

  1. Integration von erneuerbaren Energien
  2. Dekarbonisierung des Energiesektors
  3. Versorgungssicherheit
  4. Optimierung der Netzinfrastruktur
  5. Förderung neuer Geschäftsmodelle
  6. Unterstützung der Sektorkopplung
  7. Förderung wirtschaftlicher und technologischer Entwicklung
  8. Langfristige Kostensenkungen

 

Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) hat mit dem StEnSea-Projekt (Stored Energy in the Sea) ein innovatives Konzept für die Energiespeicherung entwickelt, das das Funktionsprinzip von Pumpspeicher-Kraftwerken auf den Meeresgrund überträgt. Die Technologie nutzt hohle Betonkugeln, die in großen Tiefen unter Wasser verankert werden. Durch das Leerpumpen der Kugel wird Energie gespeichert, während das Einströmen von Wasser Strom erzeugt.

  1. Prototyp und Feldtests

    • Der Prototyp hat einen Durchmesser von neun Metern, ein Gewicht von 400 Tonnen und wird in 500 bis 600 Metern Tiefe verankert.
    • Der erste erfolgreiche Feldtest mit einem kleineren Modell (Drei-Meter-Kugel) wurde im Bodensee durchgeführt.
    • Ein größerer Testlauf soll vor der kalifornischen Küste bei Long Beach stattfinden, gefördert von deutschen und US-amerikanischen Institutionen mit insgesamt 7,4 Millionen Euro/Dollar.
  2. Technologisches Konzept

    • Die Kugel wird aus Beton gefertigt, teils im 3D-Druckverfahren, und verfügt über eine Pumpturbine, die als Unterwasser-Motorpumpe fungiert.
    • Beim Einströmen von Wasser treibt die Turbine einen Generator an, der Strom produziert. Um Energie zu speichern, wird das Wasser wieder aus der Kugel gepumpt.
    • Die Effizienz des Zyklus liegt bei 75-80 %, etwas unterhalb der Effizienz klassischer Pumpspeicher-Kraftwerke.
  3. Technologische Vorteile und Standortwahl

    • Die Technologie eignet sich für Wassertiefen von 600 bis 800 Metern, da hier ein optimaler Druck herrscht.
    • Potenzielle Standorte gibt es vor den Küsten von Norwegen, Portugal, Brasilien, Japan, den USA sowie in tiefen natürlichen oder künstlichen Seen, wie z. B. gefluteten Tagebauen.
  4. Speicherkapazität und Wirtschaftlichkeit

    • Weltweites Speicherpotenzial: 817.000 Gigawattstunden, davon allein 166.000 Gigawattstunden an den zehn besten europäischen Standorten.
    • Kostenschätzung: 4,6 Cent pro Kilowattstunde Speicherkosten, 1.354 Euro pro Kilowatt Leistung und 158 Euro pro Kilowattstunde Kapazität.
    • Lebensdauer der Betonkugeln: 50–60 Jahre, mit einem Austausch der Turbinen und Generatoren alle 20 Jahre.
  5. Einsatzmöglichkeiten

    • Speicherung von Strom für kurze bis mittlere Zeiträume (mehrere Stunden bis Tage).
    • Arbitrage-Geschäfte: Kauf von Strom zu niedrigen Preisen, Verkauf bei hohen Preisen.
    • Bereitstellung von Regelreserve zur Stabilisierung von Stromnetzen.
  6. Zukunftsperspektiven

    • Ziel ist die Skalierung der Technologie, einschließlich der Entwicklung von Kugeln mit einem Durchmesser von 30 Metern.
    • Die Technologie könnte einen wesentlichen Beitrag zur globalen Energiewende leisten, indem sie flexible und kostengünstige Speichermöglichkeiten bietet.

Das StEnSea-Konzept bietet eine zukunftsweisende Lösung für den steigenden Bedarf an Energiespeicherung durch die globale Energiewende. Es kombiniert innovative Technik mit breitem Anwendungspotenzial und geringen Umweltbelastungen. Der bevorstehende Testlauf vor der kalifornischen Küste ist ein entscheidender Schritt hin zur Kommerzialisierung dieser Technologie.

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