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Europäische Batterie gesucht#

Mit Wasser betriebene Pumpspeicherkraftwerke könnten die Lösung sein, wenn es um die Zwischenlagerung schwankenden Ökostroms geht. Aber noch ist man sich in Europa nicht einig, wo sie stehen sollen.#


Von der Wiener Zeitung (Sa./So., 9./10. August 2014) freundlicherweise zur Verfügung gestellt.

Von

Andreas Lorenz-Meyer


Pumpspeicherwerke 'Ulla Forre' in Westnorwegen
Pumpspeicherwerke in Skandinavien, wie hier "Ulla Forre" in Westnorwegen, sind in der Lage, Strom aus regenerativen Energien in Europa zu speichern.
© Foto: Ilja C. Hendel/Visum/picturedesk.com

Wind- und Solarenergie sollen die Zukunft der Stromversorgung sein. Sie sind aber großen Schwankungen unterworfen: Mal ist es windstill und bedeckt - dann gibt es zu wenig Strom. Mal bläst der Wind und die Sonne scheint pausenlos - dann gibt es zu viel.

Zum Ausgleich der Schwankungen braucht es Zwischenspeicher: Batterien, die sich bei Stromüberschuss aufladen und zu den Konsumspitzen wieder leeren lassen. Für diesen Zweck eignen sich Pumpspeicherwerke. Die Anlagen befördern das Wasser nachts, wenn wenig Strom verbraucht wird, von einem tiefer gelegenen in einen höher gelegenen Speicher - dann ist die Batterie voll. Steigt der Stromkonsum tagsüber an, geht das Wasser den umgekehrten Weg - wieder den Berg hinunter. Es treibt die Turbinenschaufeln im Kraftwerk an, die mit Generatoren verbunden sind. Diese wandeln die Bewegungsenergie des Wassers in elektrische Energie um.

Ausbau der Wasserkraft#

Wer könnte zur europäischen Batterie werden? Die klassischen Wasserkraftländer? Rund 41 Terrawattstunden produzierten die österreichischen Wasserkraftwerke im letzten Jahr. Bezogen auf die Gesamterzeugung entspricht dies einem Anteil von knapp 60 Prozent der inländischen Stromproduktion. Allerdings gibt es große jahreszeitliche Schwankungen, sagt Markus Bliem vom Institut für Höhere Studien in Klagenfurt. In Summe sei Österreich schon seit Jahren ein Stromimportland. Zu bestimmten Zeiten exportiere es aber auch beträchtliche Mengen, vorwiegend nach Deutschland.

Vor allem der nördliche Nachbar will Photovoltaik und Wind massiv ausbauen. Das macht weitere Speichermöglichkeiten unabdingbar, so Bliem, gerade weil Pumpspeicherwerke immer noch die einzige wirtschaftliche, großtechnische Lösung seien. Eine sechs Jahre alte Studie von Pöyry Energy schätzt das Ausbaupotential bis 2020 auf 13 Terrawattstunden. Die Interessensvertretung der Elektrizitätsunternehmen ("Österreichs Energie") strebt für denselben Zeitraum sieben Terrawattstunden an. Die im Ökostromgesetz verankerten Ausbauziele für dieses Jahrzehnt fallen vorsichtiger aus. Die Wasserkraft soll danach um vier Terrawattstunden wachsen.

Österreich will seinen Anteil erneuerbarer Energieträger bis 2020 auf 34 Prozent steigern. Dafür bräuchte es die Wasserkraft. Aber der Ausbau birgt großes Konfliktpotential, denn die ökologischen Auswirkungen sind nicht wegzureden. Strömungsverhältnisse ändern sich, der Wasserspiegel unterhalb des Stausees sinkt, die Durchgängigkeit der Flüsse wird unterbrochen.

Die Durchgängigkeit wird von der EU-Wasserrahmenrichtlinie verlangt. Sie schreibt einen "guten ökologischen Zustand" von Grund- und Oberflächengewässern in Europa vor. Da kommen Kosten auf die Betreiber zu. Momentan sind die meisten Kleinwasserkraftwerke in Österreich (weniger als 10 Megawatt) für Fische nicht passierbar. Die Erfüllung der europäischen Vorgaben würde Kosten von 90 Millionen Euro verursachen. Bliem: "Schutzbestimmungen wie die Wasserrahmenrichtlinie der EU oder auch Natura 2000 reduzieren die technischen und wirtschaftlichen Potentiale der Wasserkraft beträchtlich."

Der alleinige Ausbau von Pumpspeicherwerken würde auch nicht ausreichen, um auf die "volatile Erzeugungsstruktur", also die schwankenden Strommengen aus Sonnen- und Windenergie reagieren zu können, ergänzt Bliem. Hinzu kommen müsste ein spezielles Anreizsystem, Demand Side Management genannt, das die Stromnachfrage steuert. Scheint mittags die Sonne, werden die Preise für den in diesem Moment reichlich vorhandenen Solarstrom gesenkt. Und in den Haushalten springen genau dann vernetzte Geräte an, etwa Waschmaschinen.

Hätte der Ausbau den Segen der Bevölkerung? In einer repräsentativen Umfrage (2011) zeigten 96 Prozent der Befragten eine positive Einstellung zur Wasserkraftnutzung. 92 Prozent waren auch mit dem Bau weiterer Kraftwerke an österreichischen Flüssen einverstanden. Allerdings sah knapp die Hälfte auch die negativen Auswirkungen auf Tier- und Pflanzenwelt. Und 30 Prozent meinten, neue Anlagen beeinträchtigten das Landschaftsbild.

Nach der Umfrage zu schließen könnte der allgemeine Wissenstand der Österreicher besser sein. 43 Prozent der Befragten fühlten sich schlecht über die Wasserkraftnutzung in Österreich informiert. Und nur 59 Prozent kannten konkrete Bauvorhaben. Der Ausbau von Wind und Photovoltaik beeinflusst auch den Preisbildungsprozess am Elektrizitätsmarkt. Der unterliegt dem freien Spiel von Angebot und Nachfrage. Zuerst werden die Angebote der Erzeuger zusammengefasst - beginnend mit dem günstigsten. Irgendwann ist dann der Punkt erreicht, an dem die Nachfrage gedeckt ist. So ergibt sich der Markträumungspreis, der allen akzeptierten Angeboten zugesprochen wird.

"Grüne Batterie"#

"Allerdings muss Ökostrom bevorzugt ins Netz eingespeist werden", erklärt Bliem. So verdrängt er die teuersten konventionellen Technologien. Durch diesen Effekt, den Merit-Order-Effekt, sinken die "Einsatzzeiten" von Speicherkraftwerken. Bliem: "Aus diesem Grund ist es momentan unwirtschaftlich, neue zu bauen."

Ein marktwirtschaftlicher Effekt bremst den Bau von Batterien. Aber Stillstand herrscht im Kraftwerkspark deswegen nicht. Reißeck II, im Kärntner Mölltal gelegen, soll im nächsten Jahr ans Netz gehen. Die Stromerzeugungsleistung entspricht der von 200 Windrädern. Die Anlage kann auf Pumpbetrieb geschaltet werden, sollten die Windparks an der Nordsee so viel Strom erzeugen, dass kein weiterer gebraucht wird. Von einer "grünen Batterie" in den Alpen schwärmt der Betreiber (VERBUND Hydro Power) - die Kosten: 385 Millionen Euro.

Die Schweiz produziert aus Wasserkraft etwa 36 Terrawattstunden elektrische Energie im Jahr. Als Batterie taugt sie aber auch nicht, weil es an Pumpspeicherwerken fehlt. Auch Anton Schleiss von der Eidgenössischen Technischen Hochschule Lausanne meint, dass hier der Ökostrom im Weg steht: "Wegen der massiven Subventionen für Wind- und Sonnenenergie sind die Marktpreise für Spitzenstrom zusammengefallen. Daher wagt heute niemand in den Alpen neue Pumpspeicherwerke zu bauen."

Hoch gelegene Stauseen gäbe es in der Schweiz genug. Die großen Speicher im Wallis etwa - Lac de Dix und Lac de Mauvoisin - liegen gerade sieben Kilometer auseinander. Schleiss: "Theoretisch ließe sich das Wasser zwischen ihnen hin- und herpumpen. So könnten 5000 Megawatt Leistung installiert werden. Allerdings müssten auch neue Leitungen her, um den Strom zu transportieren."

Beeinträchtigt der Klimawandel die Wasserkraft? Die Schweiz muss sich keine Sorgen machen - vorerst. Im Laufe des Jahrhunderts ist zwar ein leichter Niederschlagsverlust zu verkraften. Der wird aber bis 2050 von zusätzlichem Schmelzwasser kompensiert. Dieses Schmelzwasser ist durch den allmählichen Gletscherschwund zu erklären, den steigende Temperaturen verursachen. Nach 2050 werden die Schmelzwasserbeiträge jedoch immer kleiner, denn die Gletscher verschwinden, sagt Bruno Schädler von der Gruppe für Hydrologie an der Universität Bern. Der Schweiz stehe dann weniger Wasser zur Verfügung als heute.

Silke Wieprecht vom Institut für Wasser- und Umweltsystemmodellierung in Stuttgart spricht der alpinen Wasserkraft große Bedeutung zu. Zum einen, um in Europa einen schnellen Ausgleich zwischen Bedarf und Bereitstellung zu schaffen. Aber auch um größere Frequenzschwankungen zu vermeiden, welche etwa der Windstrom verursachen kann. Käme es zu diesen Schwankungen, dann begännen die Lichter zu flackern. Die Alpen als große europäische Batterie sieht Wieprecht aber nicht: "Es müssten große Strommengen gespeichert werden. Nur so ließen sich mehrere Tage oder sogar Wochen ohne Sonne oder mit Windflaute überbrücken. Zum Puffern dieser Mengen reicht die Größe der alpinen Speicher aber kaum aus."

Vielleicht hat ja Norwegen das Zeug, die Speicherprobleme zu lösen. Das Land deckt seinen Strombedarf fast vollständig mit heimischer Wasserkraft. Auch Strom aus Deutschland soll zwischengespeichert werden. Die Nordseekabel sind zwar nur zum Teil gelegt. Und die Inbetriebnahme von NorGer, der Verbindung nach Niedersachsen, ist sogar bis 2020 oder später verschoben. Aber norwegische Speicher wären eine "hervorragende Alternative", findet Wieprecht. Sie könnten "wirklich großes Volumen" bereitstellen.

Politischer Zündstoff#

Was gegen die skandinavische Lösung spricht: Die bestehenden Anlagen in Norwegen funktionieren als reine Speicher, nicht als Pumpanlagen. Sie müssten nach- oder umgerüstet werden, erklärt Wieprecht. Die Vorbehalte gegen die veränderte Nutzung seien aber groß, besonders wegen der erwarteten ökologischen Beeinträchtigungen.

Global produziert die Wasserkraft heute rund 20 Prozent des weltweiten Stroms. Rund 20 Prozent gehen auf Kernenergie zurück. Und der Rest - immerhin 60 Prozent - entstammen Kohle, Gas und Öl. Deren Verbrennung verursacht viel zu viele Treibhausgasemissionen. Könnte Wasserkraft sie reduzieren? Deren Potential wird nur zu einem geringen Teil genutzt, sagt Anton Schleiss. Ihr Anteil ließe sich global verdoppeln bis verdreifachen - mit "vertretbaren" Umweltfolgen. Dann läge Wasserkraft bei 40 oder 60 Prozent. Dass Schleiss nicht weiter geht, liegt an den den großräumigen Auswirkungen der Wasserkraft, die schwer vorherzusehen seien.

In Asien birgt die Wasserkraft sogar politischen Zündstoff. Der Mekong fließt durch sechs Länder. An seinem Oberlauf errichtet China gewaltige Staudämme. Die ökologischen Folgen hat das Reich der Mitte nicht zu tragen. Die bekommen die Länder am Unterlauf zu spüren. Kambodscha fürchtet um die Fischbestände des Mekongs. Der Fluss deckt zu 80 Prozent den Proteinbedarf der Bevölkerung.

Andreas Lorenz-Meyer, geboren 1974, lebt als freier Journalist in Hamburg, schreibt über wissenschaftliche Themen aller Art, speziell Erderwärmung, Naturschutz und Internet.

Wiener Zeitung, Sa./So., 9./10. August 2014