Tiefsee-Kraftwerke - eine gute Ingenieur-Leistung ...!

m Zentrum dieses Projekts stehen riesige hohle Betonkugeln, die auf dem Meeresgrund verankert werden und Energie speichern, indem sie das Prinzip des herkömmlichen Pumpspeicherkraftwerks ins Meer übertragen. Diese Technologie wurde im Rahmen des Forschungsprojekts StEnSea („Stored Energy in the Sea“) entwickelt und bereits erfolgreich im Bodensee getestet. Nun bereiten die Forscher ein Projekt vor, das die Technologie unter echten Offshore-Bedingungen an der Küste Kaliforniens in Tiefen von 500 bis 600 Metern erprobt. Das Ziel: Ein innovatives Energiespeichersystem zu schaffen, das flexibel Energie aufnehmen und wieder abgeben kann.

Die Funktionsweise der Betonkugeln ist dabei so einfach wie genial. Gibt es ein Überangebot an Strom, pumpt eine Motorpumpe Wasser aus der hohlen Kugel und schafft so Platz im Inneren. Bei Bedarf, wenn Energie benötigt wird, wird das System umgekehrt: Ein Ventil öffnet sich, und das Wasser strömt durch den enormen Druck der Wassertiefe in die Kugel. Die Pumpe arbeitet dabei rückwärts und fungiert als Turbine, die den erzeugten Strom über ein Unterwasserkabel ans Stromnetz weiterleitet.

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Sensible Ökosysteme bleiben vor Eingriffen verschont
Eine zentrale Stärke dieser Technologie liegt in der Effizienz und Langlebigkeit der verwendeten Materialien. Die StEnSea-Kugeln sind aus Beton gefertigt, was die Herstellung relativ kostengünstig und einfach macht. Der immense Druck in Wassertiefen von bis zu 800 Metern erlaubt es, dass die Kugeln in großen Mengen Energie speichern. Der Beton bleibt stabil und sicher am Meeresgrund, ohne dass auf teure Spezialmaterialien zurückgegriffen werden muss.

Offshore-Pumpspeicherkraftwerke könnten das Potenzial für Energiespeicherung weiter erhöhen. Während landgestützte Pumpspeicherkraftwerke oft aus ökologischen Gründen nur schwer erweiterbar sind, ist der Meeresboden eine weitaus flexiblere Alternative. Die Installation eines Systems in der Tiefe stört weder die natürliche Umgebung an Land, noch führt es zu größeren Eingriffen in sensible Ökosysteme. Auch die Akzeptanz der Bevölkerung dürfte deutlich höher sein, da die Anlagen unter Wasser liegen und von der Küste aus kaum sichtbar sind.


Noch dazu bietet der Meeresgrund nahezu unerschöpfliche Speichermöglichkeiten. Nach einer Analyse des Fraunhofer IEE stehen weltweit zahlreiche Meeresregionen zur Verfügung, die sich für den Einsatz der StEnSea-Kugeln eignen. Bei einer durchschnittlichen Tiefe von 600 bis 800 Metern, in der konventionelle Unterwasser-Motorpumpen effizient arbeiten, könnten die Kugelspeicher sogar ohne teure Spezialbetonmischungen oder -techniken auskommen.

Ein Ausblick auf das globale Potenzial

Das Speicherpotenzial dieser Technologie ist beeindruckend: Das Fraunhofer IEE schätzt das globale Potenzial für Meeres-Pumpspeicherkraftwerke auf 817.000 Gigawattstunden (GWh). Allein die zehn besten europäischen Standorte könnten 166.000 GWh speichern. Zum Vergleich: Die Kapazität der aktuell vorhandenen landgestützten deutschen Pumpspeicherkraftwerke beträgt knapp 40 GWh. Das zeigt, wie gigantisch das Potenzial dieser Technologie ist, um überschüssigen Strom aus Erneuerbaren Energien zu speichern und die Stromnetze zu stabilisieren.

Für die Umsetzung dieses Projekts arbeitet das Fraunhofer IEE mit dem US-Start-up Sperra und dem Unternehmen Pleuger Industries zusammen. Sperra ist spezialisiert auf 3D-Betondruck für Erneuerbare Energien und Pleuger Industries ist einer der führenden Hersteller von Unterwasser-Motorpumpen, einer zentralen Komponente der StEnSea-Kugeln. Der Standort für den geplanten Testlauf liegt vor Long Beach bei Los Angeles. Ziel ist es, die Technik und alle Schritte – von der Herstellung über den Betrieb bis zur Wartung – auf realistische Offshore-Bedingungen abzustimmen und zu perfektionieren.

Obwohl die Technologie noch im Teststadium ist, könnte sie schon bald eine wertvolle Ergänzung zu Wind- und Sonnenkraft sein. Wenn der Testlauf in Kalifornien erfolgreich ist, wäre dies ein wichtiger Schritt für die weltweite Verbreitung der StEnSea-Kugelspeicher. Die innovative Idee könnte so den Weg für eine nachhaltigere und stabilere Energieversorgung ebnen – sowohl an Land als auch unter dem Meer.