Der Steinkohleförderer RAG aus Herne will zusammen mit den Ruhrgebiets-Unis Essen/Duisburg und Bochum das weltweit erste Pumpspeicherkraftwerk in 1000 Metern unter Tage verwirklichen.

Herne. 

Die Kohle wird grün. Und der Kohleförderer RAG aus Herne womöglich zum weltweiten Technologieführer bei Pumpspeicherkraftwerken unter Tage. Nach WAZ-Informationen unterzeichnen am kommenden Mittwoch die RAG und ein Team aus vier Ruhrgebietsprofessoren eine Kooperationsvereinbarung. „Wir wollen eine Projektskizze haben und letztlich das weltweite Patent für diese Technologie“, sagte RAG-Direktor Peter Fischer der WAZ.

Die Idee: Wenn 2018 die Kohlesubventionen auslaufen und der Bergbau Geschichte ist, könnten Pumpspeicherwerke in den alten Stollen 1000 Meter unter dem Revier den wetterabhängigen Ökostrom speichern.

Und zwar in existierenden Strukturen: Die Schächte und die Gruben sind vorhanden, es wären nur kleine bauliche Veränderungen nötig, um mitten im Revier Windenergie zu speichern. Vorherige Grundlagenforschung muss allerdings sein, weil solche Kraftwerke bisher weltweit ohne Beispiel sind. Wie bekommt man es hin, dass das Wasser nach 900 Metern senkrechten Falls am Ende des Schachts um 90 Grad umgelenkt wird? Wie kommen 300 Tonnen schwere Turbinen in den Schacht? Ein Einbau am Stück wie in normalen Kraftwerken ist nicht möglich. Ist es denkbar, mehrere Turbinen untereinander anzubringen? Wie sieht die betriebswirtschaftliche Kalkulation aus?

Solche Kraftwerke können in stillzulegenden Zechen entstehen. Sie würden je nach Men­ge und Fallhöhe des Wassers 120 bis 360 Megawattstunden (MWh) Energie liefern. Bei einem üppig berechneten Leistungsbedarf von 35 Kilowatt pro Einfamilienhaus könnten allein in der kleineren 120-mWh-Variante für drei Stunden am Stück „mehrere tausend Häuser versorgt werde­n“, so Peter Fischer.

Die Vision nimmt Formen an. An den Energiespeichern unter Tage tüftelt nun ein vierköpfiges, interdisziplinäres Expertenteam. Prof. Ulrich Schreiber (Uni Duisburg-Essen) ist Geologe, somit Kenner des Untergrundes. Prof. Eugen Perau (Uni Duisburg-Essen) ist Geotechniker, der Wasserbauer Prof. Andre Niemann (ebenfalls Uni Duisburg-Essen) Experte für Leitungstechnik. An der Energieproduktion feilt der Bochumer Professor Hermann-Josef Wagner, Experte für Energiesysteme.

Schreiber hat das Team vor einem Jahr ins Leben gerufen. Turbinen unter Tage – fernab von jedem Bürgerprotest: „Ich habe mich gefragt: Warum nutzen wir nicht die Hohlräume und das Gefälle der Kohlezechen“, so Schreiber. Der Vorschlag: Dort, wo die Kumpel nach Kohle gruben, könnte man die Gänge mit Röhren auskleiden. Das Wasser würde durch die ehemaligen Förderschächte 1000 Meter in die Tiefe stürzen und auf dem Weg Turbinen antreiben.

Idee ist hochaktuell

Produzieren oben Windräder mehr Strom als benötigt, wird das Wasser wieder hoch gepumpt. Fehlt später bei einer Flaute Strom, wird das Wasser hinab gelassen.

Die Idee ist hochaktuell. Denn dies ist das drängendste Problem der Energiewende: Erneuerbare Energien sollen die Atomkraft und die klimaschädliche Kohle ersetzen, sind aber unzuverlässig. Denn der Strom aus Wind oder Sonne steht nicht immer dann parat, wenn er gebraucht wird. Händeringend suchen Wissenschaftler nach Möglichkeiten, Strom zu speichern. Die vier Professoren der Revier-Unis glauben: Die Lösung liegt unter uns. Sie heißt „Unterflur-Pumpspeicherwerke“.

Wie die RAG tüfteln die Forscher über allerhand Fragen. Wohin mit der Luft, die das herabstürzende Wasser verdrängt? Kann man das Rohrsystem unter Tage überhaupt warten? Für Ingenieure ist das Neuland. „Es ist wie ein Puzzle aus vielen einzelnen Teilen, die wir noch nicht kennen“, sagt Eugen Perau.

Erdwärme heizt Bäder

„Je öfter wir uns trafen, desto mehr Ideen hatten wir“, berichtet Schreiber. Die Nutzung der Erdwärme in den Gruben zum Beispiel. Auch die Tagebaue im nahe gelegenen rheinischen Braunkohlerevier haben die Kreativität der Forscher angeregt. „Man könnte sie später mit Wasser füllen und sie als oberirdische Speicher nutzen“, erklärt Pe­rau. Bis zu 400 Meter unterm Wasserspiegel würden Rohrsysteme verlegt oder Hohlräume gebaut werden, die mit Turbinen ausgestattet würden.

Wie viel Potenzial in ihren Speicherwerken steckt und wie hoch die Investitionskosten sind, will das Forscherteam nun innerhalb eines Jahres ergründen. Ein Dutzend wissenschaftliche Arbeiten – vom Master bis zum Doktor – befassen sich in vier Arbeitsgruppen mit Projektdetails. Von der Stiftung Mercator erhielten die Professoren vor wenigen Tagen eine Anschubfinanzierung von 80 000 Euro.

In zwei bis drei Jahren, so hoffen sie, könnte ein Untertage-Pumpspeicher als Pilotanlage errichtet werden. Mit ihrer Idee, so sagen Schreiber und Perau, hätten sie im Ruhrgebiet offene Türen eingerannt: „Für uns ist das Konzept ein sanfter Übergang in ein neues Energiezeitalter. Das Bergbau-Wissen verfällt nicht, und für die Zulieferer ginge es nach 2018 weiter.“