Pumpspeicherkraftwerke sind eine Form der sauberen Energiespeicherung, die sich ideal für Stromnetze eignet, die auf Sonnen- und Windenergie angewiesen sind. Die Technologie nimmt überschüssige Energie in Zeiten geringer Nachfrage auf und gibt sie bei hoher Nachfrage wieder ab.
Die Pumpspeicherkraftwerke nutzen die Schwerkraft zur Stromerzeugung mit Wasser, das zuvor von einer tiefer gelegenen Quelle in ein höher gelegenes Reservoir gepumpt wurde. In Zeiten geringer Nachfrage und niedriger Strompreise wird das Wasser in den höher gelegenen Stausee gepumpt. In Zeiten hoher Nachfrage – und höherer Preise – wird das Wasser dann freigegeben, um eine Turbine in einem Krafthaus anzutreiben und Strom in das Netz einzuspeisen.
Die Energiespeicherkapazität eines Pumpspeicherkraftwerks hängt von der Größe seiner beiden Reservoirs ab, während die erzeugte Strommenge von der Größe der Turbine und der Leistung ihrer Motorsteuerung abhängt.
Eine Anlage mit zwei Stauseen, die etwa so groß sind wie zwei olympische Schwimmbecken und einen Höhenunterschied von 500 Metern aufweisen, könnte eine Leistung von 3 Megawatt (MW) haben und bis zu 3,5 Megawattstunden (MWh) Strom speichern.
Es gibt zwei Haupttypen von Pumpspeicherkraftwerken:
- Offener Kreislauf: entweder mit einem oberen oder einem unteren Reservoir, das kontinuierlich mit einer natürlich fließenden Wasserquelle wie einem Fluss verbunden ist.
- Geschlossener Kreislauf: ein Standort außerhalb des Flusses, der Strom aus Wasser erzeugt, das in ein oberes Reservoir gepumpt wird, ohne dass es einen nennenswerten natürlichen Zufluss gibt.
Pumpspeicherkraftwerke sind die weltweit größte Batterietechnologie und machen über 94 Prozent der weltweit installierten Energiespeicherkapazität aus, weit vor Lithium-Ionen- und anderen Batterietypen.
Die International Hydropower Association (IHA) schätzt, dass Pumpspeicherkraftwerke weltweit bis zu 9.000 Gigawattstunden (GWh) Strom speichern. Jüngste Studien deuten darauf hin, dass es ein beträchtliches Potenzial für den Ausbau der weltweiten Pumpspeicherkapazität gibt, einschließlich der mehr als 600.000 identifizierten Standorte außerhalb von Flüssen.
Das rasche Wachstum der variablen erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windenergie erhöht den Bedarf an stabilen, zuverlässigen Speicherlösungen, die im Versorgungsmaßstab betrieben werden können.
Die Flexibilität, die Pumpspeicherkraftwerke durch ihre Speicher- und Hilfsdienste für das Netz bieten, wird als zunehmend wichtig für die Sicherung einer stabilen Stromversorgung angesehen.
Pumpspeicherkraftwerke bieten Dienstleistungen wie Systemträgheit, Frequenzregelung, Spannungsregulierung, Speicherung und Reserveleistung mit schnellen Betriebsartwechseln und Schwarzstartfähigkeit. All dies ist unerlässlich, um den ständig wachsenden Anteil der variablen erneuerbaren Energien zu unterstützen.
Pumpspeicherkraftwerke zeichnen sich durch eine lange Entladedauer aus, und ihre hohe Leistungskapazität ist entscheidend für die Vermeidung von Stromabschaltungen, die Verringerung von Übertragungsengpässen und die Senkung der Gesamtkosten und Emissionen im Energiesektor.
Darüber hinaus bietet die Pumpspeicherung aufgrund ihrer langen Lebensdauer, der niedrigen Lebensdauerkosten und der Unabhängigkeit von Rohstoffen mehrere deutliche Vorteile gegenüber anderen Formen der Energiespeicherung.