Speicherkraftwerke

Speicherkraftwerke sind Wasserkraftwerke mit natürlichen oder künstlichen Wasser­spei­cherreservoiren, welche im jahreszeitlichen Gang mit Niederschlagswasser und gegebenenfalls Schmelz­wasser aus Zuläufen von Bächen oder Flüssen gespeist werden.

Bei Stauhöhen zwischen dem Was­serspiegel des Speichersees und dem Einlauf zu den Turbinengeneratoren von fünfzig bis einigen hundert Metern spricht man von Hochdruckturbinenkraftwerken. Mit Speicherkraftwerken kann die Erzeu­gung von elektrischer Energie – solange der Speichersee ausreichend gefüllt ist – gut einem zeitlich fluktuierenden Strombedarf angepasst werden.

Eine Besonderheit sind künstliche Pumpwasserspeicherkraftwerke zum täglichen Ausgleich zwi­schen dem im Tagesverlauf stark schwankenden Strombedarf – Spitzenbedarf zu bestimm­ten Stunden am Tag, Niedrigbedarf während einiger Nachtstunden – und dem vergleichsweise konstanten Stromangebot aus Kohle- und Kernkraftwerken. Bei dieser Art von Wasserkraftwerk kann ein und dieselbe Turbinengenerator- beziehungsweise Elektromotoranlage vom Fallwasser-Turbinenantrieb auf Pumpwasser-Turbinen umgeschaltet werden. Dies ist möglich mithilfe des bis zu einigen hundert Meter hochgelegenen Pumpwasserspeichers und einem auf Höhe der Turbinen gelegenen Vorratswasserspeicher. Damit kann tageszeitlich Überschussstrom mit moderaten Verlusten, im Bestfall wie in Goldisthal mit etwa zwanzig Prozent, indirekt gespeichert werden.

In Deutschland waren 2016 insgesamt dreißig Pumpspeicherkraftwerke mit einer installierten Gesamtnennleistung von etwa 6550 Megawatt (MW) in Betrieb. Die Nennleistungen der Kraftwerke reichten von einigen Megawatt bis zu 1060 MW in Goldisthal. Dem weiteren Ausbau der Pumpspeicherkapazitäten liegt nach Angaben der Deutschen Energie-Agentur der aktuelle Szenariorahmen zum Netzentwicklungsplan Strom von 2015 zu Grunde. Er geht bis zum Jahr 2025 in allen Szenarien von einem Zubau auf eine Kapazität von 8600 MW bis 12 700 MW aus.

Goldisthal ist ein Beispiel für ein reines Pumpspeicherkraftwerk ohne natürlichen Zufluss in den Pumpspeichersee zum täglichen stundenweisen Ausgleich von unterschiedlichem Strombedarf und Stromangebot. Es ist das größte, 2003 in Betrieb gegangene Pumpspeicherkraftwerk in Deutschland mit einem künstlichen Pumpwasserspeicher für sechs Millionen Kubikmeter Wasser in einer Pump-/Fallhöhe von 302 Metern, einer maximalen Stromleistung von 1,060 Gigawatt (GW) und einer maximal gespeicherten Energie von 8,5 Gigawattstunden. Es ist auch das größte deutsche Wasserkraftwerk überhaupt.

Die fünf größten Pumpspeicherkraftwerke weltweit befanden sich im Jahr 2016 in den USA in Bath County mit 3,003 GW und in Ludington mit 1,872 GW, in China das Kraftwerk Huizhou mit 2,448 GW und das Kraftwerk Guangdong mit 2,4 GW, in Japan in Okutataragi mit 1,932 GW.

Weltweit größte Wasserkraftwerke

• Itaipu-Kraftwerk an der Grenze zwischen Brasilien und Paraguay mit einer Wasserfallhöhe von maximal 195 Metern, einer maximalen Stromleistung von 14 000 MW, dies mittels zwanzig Turbinengeneratoren mit je 700 MW Leistung, und einer maximal erzeugbaren elektrischen Energie von 75 Terawattstunden (TWh) pro Jahr.
• Die Drei-Schluchten-Talsperre am Yangtse in China mit einer Wasserfallhöhe von maximal 185 Metern, einer maximalen Stromleistung von 18 200 MW, dies mittels 26 Turbinengeneratoren mit je 700 MW, und einer maximal erzeugbaren elektrischen Energie von 85 TWh pro Jahr.