Entwicklung eines Realisierungskonzepts für die Nutzung von Anlagen des Steinkohlebergbaus als unterirdische Pumpspeicherkraftwerke

Der Ausbau erneuerbarer Energien und deren verstärkte Integration in die Energieversorgung Deutschlands ist aktuell die vorrangige Aufgabe der Energiepolitik. Das Problem der Energiespeicherung selbst ist jedoch ungelöst. Die vorhandenen Speicherkapazitäten reichen zum Auffangen von Energie-Überangeboten nicht aus.

Die Nutzung von Pumpspeicherkraftwerken stellt eine Möglichkeit der Energiespeicherung dar. In Deutschland haben jedoch topographisch bedingt nur wenige Standorte Potenzial für eine solche Pumpspeichereinrichtung. Gefragt sind alternative Technologien, etwa unterirdische Pumpspeicherkraftwerke, die keine zusätzlichen Landschaftsflächen in Anspruch nehmen. Bedingt durch den auslaufenden Steinkohlebergbau in Nordrhein-Westfalen ergibt sich die Möglichkeit die traditionellen Schachtsysteme für die umweltfreundliche Energiespeicherung zu nutzen. Ein interdisziplinäres Forscherteam unter der Leitung der Universität Duisburg-Essen (Prof. Dr. André Niemann) und mit dem RISP als Partner wird in den nächsten 1 ½ Jahren eine Machbarkeitsstudie zu dieser Thematik durchführen. Die technische und wirtschaftliche Machbarkeit als Energiespeicher und die rechtliche und ökologische Bewertung wird modellhaft an den zwei RAG-Bergwerken Prosper Haniel in Bottrop und Auguste Victoria in Marl vorgenommen.

Hintergrund
Die Energiewende ist spätestens seit dem Kernreaktorunglück in Fukushima im Jahr 2011 ein zentrales Thema für Politik, Wissenschaft und Öffentlichkeit. Mit dem Begriff Energiewende wird die Realisierung einer nachhaltigen Energieversorgung in den Sektoren Strom, Wärme und Mobilität mit erneuerbaren Energien bezeichnet. Konkret soll der Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung bis zum Jahr 2020 auf 35 Prozent in der Bundesrepublik Deutschland erhöht werden. Eine solche Erhöhung des Anteils erneuerbarer Energien führt gleichzeitig zu einem steigenden Energiespeicherbedarf. Denn so wird ein wachsender Anteil der Stromerzeugung schwer vorhersehbar: Wie stark der Wind weht und wann die Sonne scheint, lässt sich schwer prognostizieren.

Konventionelle Kraftwerke können selbst keine Energie speichern und auch nicht kurzfristig – je nach Bedarf – hoch- und runtergefahren werden. Gleichzeitig müssen Kraftwerke unverzüglich auf Verbrauchsschwankungen reagieren, um die Stromnetze stabil zu halten.

Die Speicherung der in konventionellen Kraftwerken erzeugten Energie ist durch sogenannte Pumpspeicherkraftwerke, die momentan einzig ausgereifte und praxiserprobte Technik zur Speicherung großer Mengen Strom, zu bewerkstelligen.
Solchen Pumpspeicherkraftwerken fehlt jedoch aufgrund des unter Umständen erheblichen Eingriffs in die Landschaft sowie des großen Flächenbedarfs oftmals die gesellschaftliche Akzeptanz.
Bedingt durch den auslaufenden Steinkohlebergbau in Nordrhein-Westfalen, existieren in den untertägigen Schachtanlagen zahlreiche Hohlräume, welche grundsätzlich als Speicherraum genutzt werden könnten. Gerade durch die Tiefe der Anlagen mit bis zu 1200 m verfügen die Bergbaustätten über ein erhebliches energetisches Potenzial.

Ziele des Projekts
Das interdisziplinäre Forscherteam hat das Ziel, die Rahmenbedingung für die Realisierung eines unterirdischen Pumpspeicherwerks zu prüfen.
Die konkreten Ziele des Projekts lauten:
• Konkretisierung der technischen Anforderungen für die Realisierung eines Pumpspeicherkraftwerks in einer auslaufenden bergbaulichen Anlage der RAG
• Beurteilung der Wirtschaftlichkeit vor dem Hintergrund der Marktdynamik im Energiesektor inklusive einer Beitragsbewertung zur Reduzierung der Ewigkeitslast aus dem Bergbaufolgebetrieb
• Abschätzung umweltrelevanter und energiepolitischer Auswirkungen
• Entwicklung von Konzepten zur Sicherstellung der Arbeits- und Betriebssicherheit
• Ermittlung der gesellschaftlichen und politischen Akzeptanz in der Region und möglicher wirtschaftlicher Effekte
• Bewertung des Rechtsrahmens und Aufzeigen gesetzgeberischen Handlungsbedarfs

Projektpartner
Projektpartner sind interdisziplinäre Forscherteams der Universität Duisburg-Essen (UDE) und der Ruhruniversität Bochum (RUB) zusammen mit Experten der RAG Deutsche Steinkohle und der DMT.

Aufgabe des RISP
Bau und Betrieb großtechnischer Anlagen und komplexer Versorgungsnetze lassen sich nur unter frühzeitiger Beteiligung der lokalen sowie regionalen politischen Akteure und der Bevölkerung verwirklichen. Aus diesem Grund führt das RISP im Rahmen des Projekts die sozialwissenschaftliche Begleitforschung durch, die drei Themenkomplexe umfasst:
1. Positionen und Haltungen der Bevölkerung zur und Reaktionen auf die Erörterung, Planung und Realisierung von unterirdischen Pumpspeicherkraftwerken (BürgerInnen und NGOs),
2. Grundlegende Positionen lokaler und regionaler Akteure (Politik / Verwaltung) und
3. Verlauf der medialen Berichterstattung (einschließlich der Internet-Diskurse).
Die drei Themenkomplexe werden mehrmethodisch bearbeitet. Durchgeführt werden eine repräsentative Bevölkerungsbefragung, Experteninterviews und Fokusgruppendiskussionen. Zudem findet eine Auswertung von themenfeldrelevanter Sekundärliteratur statt sowie ein kontinuierliches Medienscreening.

Grunow, D. / Liesenfeld, J. / Stachowiak, J. (2013): Empirische Befunde zur Energiewende und zu unterirdischen Pumpspeicherwerken. Ergebnisse einer repräsentativen Bevölkerungsbefragung im Ruhrgebiet 2013. Duisburg.


Laufzeit:
Oktober 2012 bis August 2014

Projektbearbeitung

Projektleitung



Dipl. soz. wiss. Joachim Liesenfeld

E-Mail: joachim.liesenfeld@uni-duisburg-essen.de
Tel: +49 (0)203 28099-14


Projektmitarbeiter/innen



M.A. Jennifer Stachowiak

E-Mail: jennifer.stachowiak@uni-due.de
Tel: +49 (0)203 28099-16


Auftraggeber

Europäische Union - EFREMinisterium für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes Nordrhein-WestfalenZiel 2-Programm der EU

Ausgewählte Publikationen


  • Grunow, Dieter / Liesenfeld, Joachim / Stachowiak, Jennifer: Empirische Befunde zur Energiewende und zu unterirdischen Pumpspeicherwerken. 2013. - | Download