Hurra, wir haben das EEG-Speicherproblem in Lösung – mit Beton-Pumpspeichern! Aber…

…leider nur Offshore,
…leider nicht für Deutschland,
…leider nur dort, wo das Meer mindestens 700 m tief ist.
Aber ist die Idee nicht einfach nur genial?
Helmut Kuntz
Wenn man einen Beweis bräuchte, dass das EEG zur reinen Spielwiese für Glücksritter in Form geldhungriger Forschungsanstalten verkommen ist, das Niveau von „Jugend Forscht“ langsam, aber sicher unterschreitet und Berliner Ministerien die Gelder dafür bedenkenlos verschleudern (und wie unsere Medien berichten), hat man jetzt wieder ein aktuelles Beispiel.


Bild rechts: Beton-Pumpspeicher. Bild Werbebild Hochtief Solutions. Zufügung: Man beachte, dass die Wassertiefe 700 m betragen muss.

STUTTGARTER ZETUNG, 08. November 2016: Im Bodensee sollen Betonkugeln Strom speichern
Eine Betonkugel im Wasser zur Speicherung von Energie? Diese Idee wollen Forscher nun im Bodensee testen. Die Kugel mit einem Durchmesser von drei Metern wurde jetzt in Konstanz zu Wasser gelassen und mit Hilfe von Luftkissen und einem Schiff nach Überlingen gezogen.
Mit dem Bodensee selbst hat das Projekt Stensea nur wenig zu tun. Die Abkürzung steht vielmehr für Stored Energy in the Sea, zielt also auf die Speicherung von Strom im Meer ab. Dort fällt in Zukunft immer mehr Windstrom an, der beispielsweise nachts so reichlich vorhanden ist, dass er an Land keine Abnehmer hat. Dann würde es sich lohnen, ihn so zu speichern, wie dies beispielsweise in Pumpspeicherkraftwerken an Land geschieht. Ist zu viel Strom im Netz, wird bei Stensea aber kein Wasser in höher gelegene Gebiete gepumpt, sondern eine mit Wasser gefüllte Kugel geleert – und damit der Speicher gefüllt. Wird dann Strom benötigt, darf Wasser in die Kugel strömen und läuft dabei über eine Turbine, die Strom produziert – so wie bei einem Pumpspeicher Wasser vom oberen Becken ins untere fließt.
Viele Vorteile
Die Vorteile solcher Meeresspeicher liegen für die Experten auf der Hand: Sie befinden sich in der Nähe der Strom produzierenden Windräder und man erspart sich endlose Diskussionen um Standorte und notwendige ökologische Ausgleichsmaßnahmen, wie sie beim geplanten Pumpspeicher in Atdorf im Schwarzwald seit Jahren geführt werden. Allerdings muss diese Technik erst noch entwickelt und erprobt werden.
Einen großen Schritt vorwärts will nun das Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik mit dem Experiment im Bodensee tun.
Mit drei Metern Durchmesser und einem Gewicht von 20 Tonnen hat die Experimentierkugel noch vergleichsweise bescheidene Ausmaße. Später sollen die Kugeln einen Durchmesser von 30 Meter haben, 10 000 Tonnen wiegen und ein Speichervermögen von 20 Megawattstunden haben, bei einer Entladezeit von vier bis acht Stunden. In der Vision der Ingenieure könnte dann eine ganze Batterie von Betonkugeln ausreichend große Speicherkapazitäten für große Windparks liefern.

Gefördert wird das richtungsweisende Projekt vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie und dem für Wissenschaft. Ob deren Angaben zu den (angeblich geringen) Kosten nicht einer hoffnungslosen Euphorie geschuldet sind, kann leider nicht nachgeprüft werden. Die von Hochtief gebaute Elbphilharmonie (ca. 10-fache Kostensteigerung) lässt es jedoch ahnen.

BMWi, 17.10.2016: [4] Pumpspeicherkonzept StEnSEA
Die kommerziellen Zielgrößen pro Energiekugel liegen derzeit bei etwa 20 MWh (Entladezeit von 4 Stunden mit einer 5-MW-Pumpturbine) pro Speichereinheit. Bei diesen Zielgrößen liegen die Speicherkosten pro Speichereinheit im Bereich von wenigen Eurocent pro Kilowattstunde und bei leistungsbezogenen Bau- und Gerätekosten im Bereich vom State of the Art Pumpspeicherkraftwerken. Die zu Grunde gelegten Untersuchungen und Berechnungen zum Speicherinhalt gehen von einem Lade-Entlade-Wirkungsgrad von 80 bis 85 % aus.

Eine „Wissenszeitung“, angeblich für Ingenieure und „power by VDI Verlag“ kann sich vor Enthusiasmus fast nicht mehr retten:
INGENIEUR.DE: [2] Die Idee ist genial: Warum nicht Energie in riesigen, hohlen Betonkugeln am Meeresgrund speichern? Wenn die Betonkugeln standhalten und sich die Technik bewährt, könnten Offshore-Windparks mit Kugeln ausgestattet werden, die pro Stück 20 MWh speichern können.
Die Vorteile dieser Technik sind enorm: Die Pumpspeicherkraftwerke können auf die Infrastruktur der Windparks zurückgreifen und sie liegen in großen Tiefen auf dem Meeresgrund, ohne zu stören.
Komischer Weise steht in keiner der euphorischen Medienberichte, dass diese „Lösung“ in der gesamten Nord- und Ostsee nicht möglich ist, weil die Wassertiefen nicht im Entferntesten reichen. Für Deutschlands EEG-Speicherproblem fällt diese wundersame „Erfindung“ als Lösung damit schon einmal vollkommen aus.
FRAUNHOFER IWES: [3] Sicher ist, dass das Konzept erst ab Wassertiefen von ca. 600-800 Metern im Meer wirtschaftlich anwendbar sein kann.
WIKIPEDIA: Die Nordsee ist ein Schelfmeer mit einer durchschnittlichen Tiefe von nur 94 Metern. Der Meeresboden liegt größtenteils auf dem Schelf, und so steigt die Tiefe von 25 bis 35 Metern im südlichen Teil auf bis zu 100 bis 200 Metern am Kontinentalhang zwischen Norwegen und nördlich der Shetlandinseln. Der gesamte südliche Teil des Meeres ist dabei höchstens 50 Meter tief. Die Ausnahme bildet die Norwegische Rinne; an dieser tiefsten Stelle misst die Nordsee 725 Meter.

Wen interessieren jedoch solche, eine EEG-Lösung verhindernden Fakten. Der „Südkurier“ schoss den Vogel ab, indem seine Redaktion die erforderlichen Tiefen in der Nord- und Ostsee einfach mal „schnell ausbaggerte“ und schrieb:
Südkurier 27.01.2016:[1] Strom aus der Betonkugel auf dem Seegrund
Und später irgendwo in 700 Metern Wassertiefe in der Nordsee oder Ostsee mit vielen weiteren Kugeln für ein stabiles Stromnetz sorgen.
Man muss nicht alles Wissen im Kopf haben, aber nicht einmal googeln können und damit eine Redaktion bestücken, zeigt vielleicht den Einfluss der im Ländle durchgeführten Schulreform, auf jeden Fall aber nicht seriöse Information.

Zum Schluss soll noch kurz abgeschätzt werden, was man für Deutschlands Offshore-Windanlagen benötigen würde, sofern die Nordsee zufällig hinter den Offshore-Windparks steil auf 700m Wassertiefe abfallen würde. Deutlich sieht man, dass der Betonlieferant wohl das größte Geschäft machen könnte.

Deutschlands Offshore-Windparks

Im Jahr 2016 installierte Anschlussleistung: 3552 MW
Speichervolumen einer 10.000 t Kugel: 20 MWh (falls die Kugel vorher leer war)
Benötigte Anzahl Speicherkugeln für 1 h Speicherung: 178 Stück
für 24 h Speicherung: 4260 St (42.624.000 t Beton)
für 2 Wochen Speicherung: 60.000 St (600.000.000 t Beton)

Ja nach „Leerstand“ der Kugeln entsprechen multiplizieren. Rechnet man im Mittel mit 50 %, reicht Verdoppeln.

Quellen

[1] Südkurier 27.01.2016: Strom aus der Betonkugel auf dem Seegrund
http://www.suedkurier.de/region/bodenseekreis-oberschwaben/ueberlingen/Strom-aus-der-Betonkugel-auf-dem-Seegrund;art372495,8475988
[2] INGENIEUR.DE, 26.04. 2016: Betonkugeln im Bodensee sollen Windstrom speichern
http://www.ingenieur.de/Themen/Energiespeicher/Betonkugeln-im-Bodensee-Windstrom-speichern

[3] FRAUNHOFER IWES: StEnSEA – Stored Energy in the Sea
http://www.energiesystemtechnik.iwes.fraunhofer.de/de/projekte/suche/laufende/stensea-storing-energy-at-sea.html

[4] BMWi, 17.10.2016: Pumpspeicherkonzept StEnSEA: Kugelpumpspeicher unter Wasser
http://forschung-energiespeicher.info/projektschau/gesamtliste/projekt-einzelansicht/95/Kugelpumpspeicher_unter_Wasser/

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36 Kommentare

    • Betonkugel, Mondlichkugel und Gegenstrahlungshähnchengrill.

      Der Fortschritt ist nicht aufzuhalten.

      Lang lebe unsere Führerin!

  1. #33:Fred F.Mueller
    Sehr geehrter herr Mueller,

    „Falsch. Das einzige, was für die Energiegewinnung zählt, ist der (im Laufe der Füllung oder Entleerung der beiden Becken nur geringfügig veränderliche) Höhenunterschied. Die Tiefe des Unterbeckens ist irrelevant.“

    Sie haben nicht verstanden, was ich geschrieben habe.

    „Auch da haben Sie etwas falsch verstanden. Beim Leerpumpen hilft natürlich der Druck des Luftpolsters. Nach und nach müssen Sie jedoch gegen einen immer stärkeren Druckunterschied anpumpen.“

    Beim PSW entspricht der Druck immer dem Höhenunterschied, hier im Durchschnitt und Idealfall der Hälfte des Höhenunterschiedes.

    „Durch die Entspannung erfolgt auch eine erhebliche Abkühlung der Druckluft. Diese Abkühlung wird durch Wärmeaufnahme aus dem umgebenden Wasser ausgeglichen. Die entsprechende Energiemenge geht beim nächsten Zyklus als Verlust in Ihre Energiebilanz ein – anmders als beim „klassischen“ Pumpspeicherkraftwerk.“

    Nein, die Energie wurde vorher bei der Verdichtung in der Kugel erzeugt und an das Wasser abgegeben, ist also kein Verlust für den nächsten Zyklus, sondern nur die Umkehreung der Wärmeabgabe an das Wasser beim Verdichten.

    „Falsch. Sie haben das Problem offensichtlich gar nicht verstanden. Worauf es ankommt sind die sich ausbildenden Spannungen, nicht die idealisierte Grundform des Objekts. Wenn sich im Beton…“

    Mit den Beton werden wir uns nicht einig, die Diskussion lohnt sich nicht weiterzuführen, da weder Sie noch ich Fachmann für Beton sind.

    „Mein gutester, das Spielchen mit der Beweislastumkehr können Sie woanders spielen. Sie haben etwas behauptet, ich bezweifle es, also schulden Sie mir (und den anderen Lesern) den Beweis, dass Ihre Behauptung stimmt.“

    Damit wir an der Stelle weiterkommen. Bei 30m Duchmesser, 3m Wandstärke sind für das verbleibende Luftvolumen bei einer Füllung bis etwa 85% 560 kWh Volumenarbeit zu leisten und die potentielle Energie bei einer Tiefe von 700m beträgt 12062 kWh. Der Verlust durch Volumenarbeit beträgt bei der Erzeugung 5%.
    Im Pumpbetrieb ist ausschließlich der Wirkungsgrad der Pumpe von Bedeutung und die liegen, wenn sie richtig dimensioniert sind, bei 0,85 bis 0,9.

    „Das ist eine Nebelkerze, sie versuchen schlicht, der Diskussion auszuweichen. Das Prinzip der Kernenergie ist seit mehr als 60 Jahren bekannt, dennoch muss für jedes neue Reaktorkonzept enormer Entwicklungsaufwand betrieben werden,…“

    Dann sollen die Herrn bitte ein Prototyp ohne aktive Zone aufbauen, ihr Fluid permanent erwärmen, drei Jahren kreisen lassen und dann berichten, wie es dem Material geht. Dann können wir über den kerntechnischen Teil weiterreden. Von mir aus kann das ganze auch steuerfinanziert werden.

  2. @ # 31 Dietmar Schubert

    Lieber Hr. Schubert,

    Sie schreiben: „In einem PSW lastet auf der Unterbeckenseite der Pumpe der Druck entsprechend der Wassertiefe des Unterbeckens auf der Oberbeckenseite der Druck entsprechend der Wassersäule des Höhenunterschiedes zum Oberbecken“.
    Falsch. Das einzige, was für die Energiegewinnung zählt, ist der (im Laufe der Füllung oder Entleerung der beiden Becken nur geringfügig veränderliche) Höhenunterschied. Die Tiefe des Unterbeckens ist irrelevant.

    Sie schreiben: „Wenn im Inneren der Kugel 70 bar sind und außen auch, welchen Druck muss den die Pumpe an sich bringen, damit etwas rausgepumpt wird“?
    Auch da haben Sie etwas falsch verstanden. Beim Leerpumpen hilft natürlich der Druck des Luftpolsters. Nach und nach müssen Sie jedoch gegen einen immer stärkeren Druckunterschied anpumpen. Durch die Entspannung erfolgt auch eine erhebliche Abkühlung der Druckluft. Diese Abkühlung wird durch Wärmeaufnahme aus dem umgebenden Wasser ausgeglichen. Die entsprechende Energiemenge geht beim nächsten Zyklus als Verlust in Ihre Energiebilanz ein – anmders als beim „klassischen“ Pumpspeicherkraftwerk.

    Sie schreiben: „Der vergleich mit einer Brücke hinkt gewaltig, eine Kugel verhält sich anders als ein Quader, auch aus Beton“.
    Falsch. Sie haben das Problem offensichtlich gar nicht verstanden. Worauf es ankommt sind die sich ausbildenden Spannungen, nicht die idealisierte Grundform des Objekts. Wenn sich im Beton im Verlauf der Zyklen irgendwo Zugspannungen bilden, ist das Versagen unausweichlich.

    Sie schreiben: „Da brauchen Sie keine Zweifel haben, zu schätzen oder zu raten. Rechnen Sie es einfach aus“.
    Mein gutester, das Spielchen mit der Beweislastumkehr können Sie woanders spielen. Sie haben etwas behauptet, ich bezweifle es, also schulden Sie mir (und den anderen Lesern) den Beweis, dass Ihre Behauptung stimmt.

    Sie schreiben: „Das Prinzip, welches zur Wärmeabfuhr angewendet wird, ist schon in den 1950ern ausprobiert wurden. Bis heute hat niemand ein Material gefunden, was diesen Belastungen über Jahrzehnte standhält. Für mich ist das angewendete Prinzip nichts Neues“.
    Das ist eine Nebelkerze, sie versuchen schlicht, der Diskussion auszuweichen. Das Prinzip der Kernenergie ist seit mehr als 60 Jahren bekannt, dennoch muss für jedes neue Reaktorkonzept enormer Entwicklungsaufwand betrieben werden, egal ob Generation III+, Brüter oder eben auch DFR.

    Sie schreiben: „Wenn die Personal- und sonstigen Betriebskosten während der Stromproduktion auch „russisch“ oder „chinesisch“ sind, geht Ihre Rechnung auf“.
    Irrtum. Es handelt sich um Ergebnisse einer Studie, die kürzlich von der OECD und der IAEA aufgrund weltweit erhobener Zahlen erstellt wurde.

    Mfg

  3. #28:t.Heinzow
    „Nehmen Sie ernsthaft an, mir seien die Gesetze der Physik unbekannt?“

    Was die klassische Mechnik betrifft, kann ich das nicht ganz abstreiten. Siehe
    „Offshore-Windstromerzeugung in der Nordsee –
    eine ökonomische und ökologische Sackgasse?“, Punkt 2.3, Tabelle 4.

    Jeden Ingenieur ist bekannt, dass die Masse des Rotors nicht nur von der Länge, sondern auch vom Hebelverhältnis Länge/Nennleistung abhängig ist. Am Rotor wirkt nämlich auch das Hebelgesetz.
    Warum lassen Sie den Einfluss des Hebelgesetz auf die Masse des Rotors in Ihren Betrachtungen außen vor? Das ist der Grund, warum Sie auf die krumme Potenz 3,3 kommen. Bei einer V44 ist das Verhältnis 27, bei einer V80 ist es 50.

    Was macht ein Ingenieur in diesem Fall? – er normiert.

  4. #27: Fred F. Mueller
    „ein Pumpspeicherkraftwerk hat einen Wirkungsgrad von ca. 75 %, und zwar dann, wenn es relativ kontinuierlich mit großen Pumpen ohne Gegendruck über sehr dicke Leitungen mit Durchmessern von 1 m oder so betrieben wird (Die Strömungsverluste nehmen mit sinkendem Durchmesser von Pumpen und Leitungen stark zu).“

    In einem PSW lastet auf der Unterbeckenseite der Pumpe der Druck entsprechend der Wassertiefe des Unterbeckens auf der Oberbeckenseite der Druck entsprechend der Wassersäule des Höhenunterschiedes zum Oberbecken.
    Wenn im Inneren der Kugel 70 bar sind und außen auch, welchen Druck muss den die Pumpe an sich bringen, damit etwas rausgepumpt wird?

    „Wenn Sie jedoch gegen den zunehmenden Druck eines Luftpolsters in einer vergleichsweise kleinen Kugel arbeiten, mit entsprechend kleinen Leitungsdurchmessern, dann habe ich erhebliche Zweifel, ob Sie überhaupt 50 % Wirkungsgrad erreichen können.“

    Da brauchen Sie keine Zweifel haben, zu schätzen oder zu raten. Rechnen Sie es einfach aus.
    1.) Bestimmen der Energie für die Volumenarbeit bis zur gewünschten Verdichtung.
    2.) Bestimmen der Energie entsprechend der Höhe der Wassersäule für das zu füllende Volumen in der Kugel
    3.) Einrechnen in Wirkungsgrad
    Rechnen Sie das für 50%, 75% und 87% Füllung aus und posten es.

    „Was die Druckfestigkeit von Beton angeht, …“

    Sehe ich als einen Schwachpunkt an, der vergleich mit einer Brücke hinkt gewaltig, eine Kugel verhält sich anders als ein Quader, auch aus Beton.

    „Beim DFR handelt es sich um eine hochkomplexe Technologie, die von Grund auf neu entwickelt werden müsste.“

    Das Prinzip, welches zur Wärmeabfuhr angewendet wird, ist schon in den 1950ern ausprobiert wurden. Bis heute hat niemand ein Material gefunden, was diesen Belastungen über Jahrzehnte standhält. Für mich ist das angewendete Prinzip nichts Neues.

    „Die Kosten pro kWh liegen in diesem Bereich für Neuanlagen ab ca. 3,5 ct./ kWh, je nach gewähltem Modell und sonstigen Randbedingungen.“

    Wenn die Personal- und sonstigen Betriebskosten während der Stromproduktion auch „russisch“ oder „chinesisch“ sind, geht Ihre Rechnung auf.

    „Oder lehnen Sie Kernkraft prinzipiell ab? “
    Nein

  5. Klimaretter.Info hat von dem Projekt nun auch Wind bekommen und einen Artikel darüber hinein gesetzt: „Der gute Wille“
    Motto: Nichts ist zu homöopathisch, um nicht ein Rettungsstrohhalm zu werden. Hauptsache viele Professoren versprechen es, dann gilt es zuminndest schon mal als „innovatives Konzept“.

  6. Statt sich ein Scheitern einzugestehen, wird immer wieder eine neue Sau durchs Dorf getrieben.
    http://tinyurl.com/jsc9wf8 von Herrn Heinzow
    „Die Vereinsgründung sei außerdem nötig gewesen, um Fördermittel für das Projekt einwerben zu können, sagen beide.“
    Wenn ich mir dann die beiden Geschöpfe anschaue: Die hätte ich nur nach eingehender Charakterprüfung als Mitarbeiter genommen.
    Bei unserer Kanzlerin kommt mir allerdings ähnliches in den Sinn.
    Wenn man Roulette spielt, dann muss man damit leben, dass es irgendwann heißt, „rien ne vas plus“. Aber wenn wir schon beim Französischen sind: „Après nous le Déluge“ – nach uns die Sintflut. Nur dürfte diesmal die Rest-Lebenserwartung vieler Akteure noch ausreichen, um das Desaster, auch ein Wort aus dem Französischen, am eigenen Leibe zu verspüren.

  7. @ #26 D. Schubert

    Nehmen Sie ernsthaft an, mir seien die Gesetze der Physik unbekannt? Strömung gibt es nur beim Vorliegen von Potentialdifferenzen. Innerhalb der Kugel herrscht letztendlich nur der Dampfdruck entsprechend der Magnusformel.

  8. @ # 25 Dietmar Schubert

    Lieber Hr. Schubert,

    ein Pumpspeicherkraftwerk hat einen Wirkungsgrad von ca. 75 %, und zwar dann, wenn es relativ kontinuierlich mit großen Pumpen ohne Gegendruck über sehr dicke Leitungen mit Durchmessern von 1 m oder so betrieben wird (Die Strömungsverluste nehmen mit sinkendem Durchmesser von Pumpen und Leitungen stark zu).

    Wenn Sie jedoch gegen den zunehmenden Druck eines Luftpolsters in einer vergleichsweise kleinen Kugel arbeiten, mit entsprechend kleinen Leitungsdurchmessern, dann habe ich erhebliche Zweifel, ob Sie überhaupt 50 % Wirkungsgrad erreichen können. Wenn Sie Luft komprimieren und wieder entspannen, haben Sie wegen der unvermeidlichen Erwärmung schon per se erhebliche Energieverluste, die so als Wärme in den Ozean entschwinden. Je höher der Druckunterschied zwischen Kompression und Entspannung, desto höher die Verluste. Reden Sie mal mit jemandem, der gezwungen ist, Druckluft als Energieträger einzusetzen.

    Zweites Problem: Die volle Druckdifferenz steht nur zu Beginn zur Verfügung. Je weiter der Füllprozess fortschreitet, desto höher der Gegendruck, desto geringer die Druckdifferenz und desto schlechter auch der Wirkungsgrad von Leitungen und Pumpe. Ich bin kein Fachmann für Strömungsmaschinen, aber das Ganze wirkt auf mich doch sehr wenig überzeugend. Bei einem „normalen“ Pumpspeicherkraftwerk hat man dieses Gegendruckproblem nicht. Da wirkt auf Ober- und Unterbecken der gleiche Luftdruck.

    Was die Druckfestigkeit von Beton angeht, so handelt es sich im vorliegenden Fall nicht um eine statische, sondern um eine Wechselbelastung, auch wenn der Lastwechsel ausschließlich im Druckbereich auftritt. Beton hält bekanntlich sowieso keine nennenswerten Zugspannungen aus, weswegen man z.B. bei Brücken Spannbeton einsetzt. Ich habe jedoch meine Zweifel, ob er starke Wechselbelastungen selbst im Druckbereich längere Zeit aushält. Es gibt fast immer Bereiche, wo die Spannungen in einer solchen Konstruktion (das ist ja keine ideale Kugel, da gibt es Stützen, Durchbrüche, Flansche etc.) bei starken Lastwechseln auch mal in den Zugbereich rutschen, und das würde der Beton vermutlich übelnehmen. Googeln Sie doch mal nach „Brückenschäden“ auf deutschen Autobahnen, Ihnen werden die Augen übergehen.

    Was die Kostenaspekte angeht, so verstehe ich nicht ganz, was Ihr Einwand mit dem DFR soll. Das eine – die Kugeln – sind vorhandene Technologien, für die vorhandene, im Prinzip recht einfache und über Standardsysteme und -komponenten verfügbare ausgereifte Technologien eingesetzt werden sollen. Beim DFR handelt es sich um eine hochkomplexe Technologie, die von Grund auf neu entwickelt werden müsste. Das ist absolut nicht vergleichbar.
    Wenn schon, dann müssten Sie für einen solchen Vergleich heute bereits ausgereift verfügbare Kernreaktortechnologie heranziehen. Dafür gibt es in China, Russland, Japan und Südkorea genug Anbieter. Die Kosten pro kWh liegen in diesem Bereich für Neuanlagen ab ca. 3,5 ct./ kWh, je nach gewähltem Modell und sonstigen Randbedingungen.

    Oder lehnen Sie Kernkraft prinzipiell ab? Dürfen Sie auch, aber dann müssen Sie dem Rest Ihrer Mitmenschen erklären, warum die kWh Strom demnächst von heute knapp 30 ct./ kWh relativ schnell Richtung > 50 ct./kWh klettern wird. Spätestens dann, wenn wir sowohl die Kern- als auch die Kohlekraftwerke dichtgemacht haben werden, wie es unsere Politik ja zurzeit im Konsensus anstrebt.

    Mfg

  9. #23: t. Heinzow
    „Nein, das sind viele Kleine. Jedes Einzelne mit Generator/E-Motor, Pumpturbine und Schieber. Und das alle natürlich in agressivem Seewasser mit hohem Druck untergebracht. Ob da die Simmeringe und anderen Dichtungen lange halten?“

    Genau, die Simmeringe werden die Schwachstelle sein! Vorallem wenn im Inneren des Speichers und außen hoher Druck herrscht, das ist der Supergau für jeden Simmering, nicht wahr?

  10. 22:Fred F. Mueller
    Sehr geehrter Herr Mueller,

    „Mit Pumpspeicherung dürfte es auch nicht viel zu tun haben.“

    Doch, das ist ein Pumpspeicherkraftwerk. Es wird ein Höhenunterschied (potentielle Energie) zur Energieerzeugung ausgenutzt. Dass hier sich das Unterbecken in Form einer Hohlkugel im Oberbecken befindet, ändert nichts am Prinzip.
    Fließt Wasser in das Unterbecken wird ein Generator angetrieben, wird das Unterbecken geleert, arbeiten Pumpen.

    „Eine solche Kugel als Druckluftspeicher zu betreiben wäre zwar theoretisch vorstellbar, …“

    Ich weiß nicht, wie Sie jetzt auf Druckluftspeicher kommen. Ich bin nur auf den Sachverhalt hingewiesen, dass das vorhandene Luftpolster in der Kugel durch das einfließende Wasser komprimiert und damit die nutzbare Höhendifferenz geringer wird. Um einen Druckluftspeicher handelt es sich in diesem Fall nicht. Bei einen Druckluftspeicher wird der Druck im Speicher während des Füllens über den Druck außerhalb des Speichers erhöht.
    Das ist hier nicht der Fall. Aus dem Oberbecken fließt solange Wasser in das Unterbecken, bis der Druck im Luftpolster der Hohlkugel dem Druck des Wassers in der Tiefe, in der sich die Hohlkugel befindet, entspricht. Dann sind innen ud außen derselbe Druck. Ohne Energieaufwand fließt jetzt weder Wasser in die Hohlkugel, noch heraus.

    „Wenn Sie versuchten, eine solche Kugel „leerzupumpen“, wird sie in 700 m Tiefe einem Druck ausgesetzt, dam sie spätestens nach einer gewissen Ermüdung nicht mehr standhalten kann. Das Gefässe aus Metall, bei Beton habe ich erheblichste Zweifel.“

    Dann googeln Sie nach „druckfestigkeit beton“ und überprüfen Ihre Zweifel.

    „Ohne die Vorlage einer detaillierten Kosten-Nutzen-Rechnung, die von einer Bank als Grundlage einer Finanzierung akzeptiert würde, sind solche Projekte m.E. so gut wie automatisch als „Schlangenöl, garantiert wirksam, sobald ich in sicherere Entfernung von der Stadt bin“ einzustufen. “

    Lassen Sie das Argument auch beim DFR gelten? Welche Bank finanziert?

  11. @20 Werner Boern:
    leider ist Ihre Bewertung meines Kommentares absolut berechtigt.
    Man sollte es eben vermeiden,aufgrund fragwürdiger Schätzungen auf der Grundlage der „Erfahrungen“ bei der Hilfe beim Bau eines Karnickelstallfundamentes blind ins Gelände zu feuern. Dank für Hinweis und Dämpfer.

  12. @ # D. Schubert

    „Das System ist nichts anderes als ein Pumpspeicherkraftwerk!“

    Nein, das sind viele Kleine. Jedes Einzelne mit Generator/E-Motor, Pumpturbine und Schieber. Und das alle natürlich in agressivem Seewasser mit hohem Druck untergebracht. Ob da die Simmeringe und anderen Dichtungen lange halten?

  13. @ # 19 Dietmar Schubert

    Lieber Hr. Schubert.

    ich würde Hr. Fürste nicht so angehen. Es gibt zwar nach wie vor einige Punkte an dem Konzept, die mir nicht so richtig verständlich sind, aber inzwischen zusammen mit einigen Hinweisen aus den Kommentaren doch schon gute Gründe, das Projekt (vorsichtig ausgedrückt) als „sehr, sehr gewagt“ zu bezeichnen.

    Mit Pumpspeicherung dürfte es auch nicht viel zu tun haben. Eine solche Kugel als Druckluftspeicher zu betreiben wäre zwar theoretisch vorstellbar, aber kommerziell und vom Wirkungsgrad her unsinnig. Da wäre es vermutlich besser, entsprechende Kavernen zu nutzen. Druckluftspeicher haben allerdings einen schauderhaft niedrigen Wirkungsgrad, das können Sie vergessen, und Druckleitungen über 700 m… Tiefe? Für Oel und Gas geht das, bei Barrelpreisen > 70 $, aber für ein paar kWh Strom, die real so um die 2-4 ct/kWh wert sind? Rechnen Sie mal ein wenig, bei 20 MWh und vielleicht zwei Dutzend Füllungen im Jahr. Und das Ding hätte ja zudem noch laufende Kosten, und das nicht zu knapp.

    Wenn Sie versuchten, eine solche Kugel „leerzupumpen“, wird sie in 700 m Tiefe einem Druck ausgesetzt, dam sie spätestens nach einer gewissen Ermüdung nicht mehr standhalten kann. Das Gefässe aus Metall, bei Beton habe ich erheblichste Zweifel.

    Der Auftrieb eine evakuierten Kugel läge bei rund 4.000 Tonnen, sobald sie mit Gas statt mit Wasser befüllt ist. Vergessen Sie das Verankern, das würde aufwendigste Tiefseearbeiten und den Einsatz einer mehrfach grösseren Menge Ballast bedingen. Letzteres auch deshalb, weil eine Kugel dieser Dimension einer unglaublichen Kraft durch Unterwasserströmungen ausgesetzt wäre.
    Zu Ihrer Information: Spezialschiffe, die solche Arbeiten in diesen Tiefen ausführen können, haben Tagessätze oberhalb der halben Million $ und sind oft über lange Zeiten fest ausgebucht.

    Es gibt zwar sehr umfangreiche Tiefsee-Installationen bis in ca. 3.000 m Wassertiefe, aber das sind zumeist massive Stahlkonstruktionen, die keinem derartigen Auftrieb ausgesetzt sind und wegen ihrer Massivität auch ein gutes Verhältnis von Masse zu Querschnitt (Strömung!) aufweisen. Bohrlochköpfe sind zudem u.a. durch den in den Boden führenden Rohrstrang sicher fixiert. Auch rechtfertigt hier die Gesamtwertschöpfung eben auch einen entsprechend hohen Aufwand.
    Pipelinerohre am Meeresboden werden gegen Auftrieb erforderlichenfalls durch eine entsprechend dicke Ummantelung aus Spezialbeton gesichert.

    Ansonsten haben ja diverse Kommentatoren zurecht auf z.B. Wartungsproblematiken hingewiesen.

    Ohne die Vorlage einer detaillierten Kosten-Nutzen-Rechnung, die von einer Bank als Grundlage einer Finanzierung akzeptiert würde, sind solche Projekte m.E. so gut wie automatisch als „Schlangenöl, garantiert wirksam, sobald ich in sicherere Entfernung von der Stadt bin“ einzustufen. Leider ist die Politik zur Zeit bereit, so gut wie jeden Bockmist zu fördern, solange irgendwo das Etikett „EE“. draufpappt.

    Mfg

  14. Wenn ich mir die Ideen anschaue die xeigen dass man Energie von Wind in einem Speichersee oder einer Kugel speichern kann um es dann später benutzen ist das meines Erachtens mit eine Haken verbunden. Die Technologie die man benutzt kommt von der Notwenigkeit einen Stromausfall oder einen Spitzenverbrauch zu überbrücken.

    Wenn man die Windenergie betrachtet dann kann es nicht klappen. Ich benutze die Irische Windenergie als Beispiel. Auf http://windenergy.ie/live/ sieht man die Windenergieerzeugung von einer Woche.
    Es gab nur einmal sehr guten Wind der 2000MW und mehr produziert hat und das war gerade mal 8.5 Stunden. Wenn man dies als Überschuss betrachtet dann ist das viel zu wenig.
    Bei ca. 1000MW (geschätzt) die Marke legt, dann kann man mit den Bergen die Täler abdecken.
    Damit wird klar dass die Windturbinen nie und nimmer eine hohe Energie liefern kann. Vielleicht gerade mal 40-50% (geschätzt).
    Das wiederum bedeutet dass man bei einer sehr guten Winternte die Hälfte (geschätzt) der Windturbinen abschalten muss da man wahrscheinlich keine extra Speicherkapazität oder anderweitige Notwenigkeit hat.

    Wenn ich jetzt diese Kugeln betrachte dann ist der 80-85% Wirkungsgrad kaum nachvollziebar. Das geht bestimmt auf lasten des Wirkungsgrad der Windturbinen.

  15. Zu Beitrag #15

    Von 10.000 to Beton sind also 2500 to Zement?
    Und zur Herstellung von 1 to Zement benötigt man 1 MWh Energie?

    Das sind null Punkte in Klausur „Grundlagen der Werkstoffkunde“ 😉

    Werner Björn

  16. #12: Dietmar Fürste

    Sehr geehrter Herr Fürste,

    „Wer für ein solch hirnrissiges Projekt auch nur einen Euro ausgibt, sollte sich besser in eine entsprechende Heilanstalt einweisen lassen. Spinner haben wir jetzt schon in der Politik genug…“

    Etwas mehr Sachlichkeit wäre schon angebracht, zudem Ihnen bestimmte physikalische Zusammenhänge nicht klar sind.

    Vorweg, Speicher, die die Gravitation ausnutzen, brauchen entweder einen großen Höhenunterschied, eine große Masse oder viel Platz.

    „Eine geradezu groteske Vorstellung; die in 700 m Wassertiefe liegende Betonkugel gegen den dortigen Druck von ca. 68 bar „leer“ zu pumpen.
    Will man in den Kugeln ein Vakuum erzeugen,.. “

    Sicher nicht, denn dann würde das Wasser in der Kugel unter Umständen anfangen zu verdampfen. Ich habe es so verstanden, das die Kugeln mit Luft unter Normaldruck gefüllt sind. Läuft Wasser in die Kugel, wird das Luftpolster solange verdichtet, bis es dem Druck des Wassers in der Tiefe der Kugel entspricht. Mehr geht nicht, wenn man mit dem Füllen einen Generator antreiben will.
    An dieser Stelle muss man beachten, dass sich die Höhendifferenz aus der Druckdifferenz zwischen Druck des Luftpolsters im Inneren der Kugel und umgebenden Wasserdruck ausserhalb der Kugel ergibt. Man kann als Höhe nur ganz am Anfang die Tiefe annehmen, in der die Kugel sich befindet.

    „Das ist ja wohl ein ebenso neuer Höhepunkt an Schildbürger-Kühnheit, wie die
    Angabe eines Gesamt-Wirkungsgrades von nahe 80% für den „Lade-Entlade-Zyklus“ ohne nachvollziehbare Herleitung.“

    Was wollen Sie denn hergeleitet haben? Das System besteht aus Pumpe und Generator. Der Gesamtwirkungsgrad ist das Produkt beider Einzelwirkungsgrade. Das System ist nichts anderes als ein Pumpspeicherkraftwerk!

    „Und mit welchen Mitteln sollen dann die künftigen 30-m-Kugeln daran gehindert werden, den im offenen Meer ständig wirkenden Strömungen zu folgen?“

    Soweit ich es verstanden habe, diversen Links folgend, ist die Kugel auf dem Meeresboden verankert.

    An alle Voreifrigen, ich habe keine Aussage über den Sinn oder Unsinn dieser Anlage gemacht, ich habe mich lediglich mit Sachverhalten dazu auseinander gesetzt.

  17. @ #16 J. Drees

    „… so etwas macht man nicht.“

    Irre, die fei rumlaufen, kann man nicht von unsinnigem Tun abhalten.

    Dazu das Psychiatrie-Paradoxon von Hambutg. Die Psychiatrische
    Anstalt Ochsenzoll bekam einen Zaun und zwei Pförtnerhäuschen, nicht etwa um die Anwohner zu schützen, sondern die Patienten vor den Anwohnern.

    Hier ein Pärchen Irre, die frei rumlaufen dürfen:

    Titel der Geschichte: Mit Wasserstoff zur klimfreundlichen Stadt
    http://tinyurl.com/jsc9wf8

  18. Als Dipl.Ing der Elektrischen Energietechnik reicht kopfschütteln nicht mehr. Als ich studiert habe, reichte es bei Ingenieuren, Naturwissenschaftlern und in der Industrie zu sagen, so etwas macht man nicht. Aber heute sind sich viele für nichts zu schade, weil auf Sie gehört wird. Die Dummheit und Arroganz nehmen leider exponenziell zu.

  19. Also 10000t, 20 MWh…
    Wenn man da ca 2500 t Zement(Energiebedarf bei der Herstellung 1MWh pro Tonne) veranschlagt(eher zu niedrig), würden ohne Berücksichtigung der Lade-, Entlade- und Transportverluste schon mal 125 Zyklen so eines Speichers für den Zement draufgehen. Guter Plan…

  20. Und wie ist das mit dem Meeresspiegelanstieg, wenn in rauen Mengen diese Kugeln versenkt werden? Hab´s nicht nachgerechnet, könnte aber sein, dass dann wieder jemand feststellt, dass irgendeine Insel im Meer versinkt.

  21. @Albert Kass – #10

    Das kann man ausrechnen. Bei 30m Durchmesser verdrängen Sie 14.000 t Wasser, Wiegt die Kugel nur 10.000 t, kann sie schwimmen. Somit können Sie die Kugel an Land erstellen und zum Einsatzort auf See schleppen. Dort mit Wasser volllaufen lassen und die Kugel versinkt.
    @Dietmar Fürste – #12
    „Eine geradezu groteske Vorstellung; die in 700 m Wassertiefe liegende Betonkugel gegen den dortigen Druck von ca. 68 bar „leer“ zu pumpen.“ – Ob Sie jetzt Wasser 700m den Berg hochpumpen wie bei Speicherseen oder bei der Grubenentwässerung ist egal. Die Pumpe muss die gleiche Arbeit verrichten wenn sie Unterwasser gegen 68 bar drückt.
    „Will man in den Kugeln ein Vakuum erzeugen, oder soll das Entleeren durch Einblasen von Pressluft über einen dann 700 m langen Schlauch – zusätzlich zum Stromkabel – pro Kugel erfolgen?“ – Das würde mich auch mal interessieren, wird leider in dem Artikel nicht genau erklärt. Daher sollte man auch vorsichtig sein mit schnellen Urteilen.
    „Das ist ja wohl ein ebenso neuer Höhepunkt an Schildbürger-Kühnheit, wie die
    Angabe eines Gesamt-Wirkungsgrades von nahe 80% für den „Lade-Entlade-Zyklus“ ohne nachvollziehbare Herleitung.“ – Kommt aus der Analogie mit Pumpspeicherwerken, die haben auch ca. 80% Wirkungsgrade.
    „Und mit welchen Mitteln sollen dann die künftigen 30-m-Kugeln daran gehindert werden, den im offenen Meer ständig wirkenden Strömungen zu folgen?“ – Bei einem Eigengewicht von 10.000 t wird sie wahrscheinlich nicht von Strömungen bewegt werden können, ansonsten kann man die Kugel im Boden verankern.

  22. Eine geradezu groteske Vorstellung; die in 700 m Wassertiefe liegende Betonkugel gegen den dortigen Druck von ca. 68 bar „leer“ zu pumpen.
    Will man in den Kugeln ein Vakuum erzeugen, oder soll das Entleeren durch Einblasen von Pressluft über einen dann 700 m langen Schlauch – zusätzlich zum Stromkabel – pro Kugel erfolgen?
    Das ist ja wohl ein ebenso neuer Höhepunkt an Schildbürger-Kühnheit, wie die
    Angabe eines Gesamt-Wirkungsgrades von nahe 80% für den „Lade-Entlade-Zyklus“ ohne nachvollziehbare Herleitung.
    Und mit welchen Mitteln sollen dann die künftigen 30-m-Kugeln daran gehindert werden, den im offenen Meer ständig wirkenden Strömungen zu folgen?
    Wer für ein solch hirnrissiges Projekt auch nur einen Euro ausgibt, sollte sich besser in eine entsprechende Heilanstalt einweisen lassen. Spinner haben wir jetzt schon in der Politik genug…

  23. Mich würde mal interessieren, wie man die 10000t schweren Kugeln an ihren Bestimmungsort schaffen will. Transport erscheint mir schwierig bis unmöglich.
    Selbst eine Vor-Ort-Fertigung auf einer Art Bohrplattform mit eingebautem Betonwerk dürfte extrem aufwendig sein. Und von dort müssten die Kugeln ja immer noch an den Zielort auf dem Meeresgrund geschafft werden.

  24. Es ist doch irre: Wenn es um die Verhinderung des „Klimawandels“ geht, werden solche Begriffe wie Wirkungsgrad und Effizienz komplett über Bord geworfen. Während man über Industrielle Technik mosert, deren Wirkungsgrad nicht 99,98% erreicht und selbige möglichst schnell durch Technik mit einem Wirkungsgrad von 99,99% ersetzen will, wird bei diesem grünen Unfug ein Wirkungsgrad von 10% gejubelt, als wenn der Stein der Weisen gefunden wurde…. Naja, das kostet ja nichts- das zahlt der Verbraucher

  25. Bin vor allem gespannt, wie das aus Werkstoffsicht aussehen wird: Aggressives Salzwasser mit hohen Drücken, Sedimenten, welche Dichtungen etc.. verschleißen lassen. Viel Spaß beim Reparieren!

  26. Alles kein Problem. Man muss die Modelle nur etwas anpassen, so dass der Meeresspiegelanstieg in 20 Jahren ca. 600m beträgt und schon passt es wieder 😉

  27. @ #1
    auch in Deutschland leben wir inzwischen im postfaktischen Zeitalter.
    Deshalb darf sich auch über solche Kleinigkeiten nicht mehr wundern.

  28. Gehörte dem Fraunhofer-Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik einst nicht auch der Autor dieses entlarvenden Aufsatzes an ?
    http://tinyurl.com/z49gdr4

    Wäre m.E. sehr wünschenswert, wenn er bei dieser Gelegenheit mal etwas aus Nähkästchen plaudern würde. Oder liest er inzwischen nicht mehr bei EIKE mit ?

  29. „Im Jahr 2016 installierte Anschlussleistung: 3552 MW
    Speichervolumen einer 10.000 t Kugel: 20 MWh (falls die Kugel vorher leer war)
    Benötigte Anzahl Speicherkugeln für 1 h Speicherung: 178 Stück
    für 24 h Speicherung: 4260 St (42.624.000 t Beton)
    für 2 Wochen Speicherung: 60.000 St (600.000.000 t Beton) “

    Sehre geehrter Herr Kuntz,

    warum soll die gesamte erzeugte Energie erst zwischengespeichert werden?
    Wieso laufen bei Ihnen alle Anlagen des Windparks 24*7h mit Nennleistung?

  30. Ich lese diesen Quatsch von wegen „Stromspeicher“ schon gar nicht mehr. 20 MWh ist gar nichts, und was die MWh aus der Betonkugel am Ende kostet, das wagt auch noch niemand zu sagen. Unglaublich auf welchem Kindergartenniveau das Thema Energie in Deutschland diskutiert wird….

  31. Wie viel CO2 entsteht denn, bei der Produktion von Zement für die 10.000 t Beton? Wie soll eine Druckluftdichtung im Salzwasser und in 700m Tiefe gewartet weden? Alles nette Ideen, aber leider technisch kaum realisierbar.

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