Das Nant de Drace Hoch in den Schweizer Alpen nahe der Grenze zu Frankreich ist jetzt ein Pumpspeicherkraftwerk mit einer Speicherkapazität von 20 GWh Strom in Betrieb. Seit fast 200 Jahren, in der Zeit, die wir die industrielle Revolution nennen, nutzen wir Menschen die Energie, die in fossilen Brennstoffen wie Kohle, Öl und Gas gespeichert ist, um unsere Zivilisation anzutreiben. Diese Brennstoffe resultierten aus der Zersetzung von Billionen und Aberbillionen von Pflanzen und Tieren – Organismen, die für ihre Existenz auf Sonnenlicht angewiesen waren.

Wenn wir sie heute verbrennen, setzen wir Energie frei, die seit Millionen von Jahren gespeichert ist. Diese zusätzliche Energie wird der Sonnenenergie hinzugefügt, die unser Planet jeden Tag von der Sonne erhält. Wir Menschen haben einen Weg gefunden, Millionen von Jahren gespeicherter Energie in weniger als zwei Jahrhunderten freizusetzen und fragen uns dann, warum unsere Aktivität die natürlichen Rhythmen der Erde stört. Naja, Leute!

Viele fragen sich, warum Publikationen wie SauberTechnica sind solche düsteren Menschen, die immer über den Klimawandel schwatzen, der zu einer Überhitzung des Planeten führt, der kein menschliches Leben mehr ertragen kann. Sie denken, wir erfinden dieses Zeug nur, um ein paar zusätzliche Klicks im Internet zu sammeln. In Wahrheit sind wir wie Kanarienvögel in der Kohlemine – Vorboten einer Katastrophe, die uns alle treffen wird, wenn wir weiterhin so tun, als ob wir die Herren der Erde wären, obwohl es in Wirklichkeit umgekehrt ist.

Erneuerbar ist Ansichtssache

Kohle, Öl und Gas sind erneuerbar, wenn wir bereit sind, Millionen von Jahren auf sie zu warten. Aber wenn wir saubere Energie wollen, die das empfindliche Gleichgewicht der Natur nicht stört, haben wir keine andere Wahl, als neue Wege zu finden, um die nahezu unendliche Kraft der Sonne zu ernten. Sonnenkollektoren und Windkraftanlagen tun genau das. Das Problem ist, dass sie intermittierend sind, während die Gesellschaft, die wir aufgebaut haben, jede Sekunde jeden Tag sofortigen Zugang zu Energie – insbesondere Elektrizität – verlangt. Das bedeutet, dass wir Wege finden müssen, einen Teil dieser Sonnen- und Windenergie zu speichern.

Es gibt Dutzende von Möglichkeiten, dies zu tun. Wir können Batterien herstellen, um einen Teil dieser Energie zu speichern. Wir können Waggons mit Steinen füllen und sie auf die Berge transportieren, damit sie Strom erzeugen, wenn sie wieder nach unten gleiten. Wir können massive Betonblöcke übereinander stapeln und damit Generatoren drehen, wenn sie abgesenkt werden. Oder wir können große Stauseen mit Wasser füllen, wenn Strom reichlich vorhanden und billig ist, damit das Wasser später bergab fließen und dabei riesige elektrische Turbinen drehen kann.

Pumped Hydro 14 Jahre in der Herstellung

Genau das hat ein Konsortium unter Führung des Stromproduzenten Alpiq und der Schweizerischen Bundesbahnen getan. Nach mehr als 14 Jahren ist das Pumpspeicherkraftwerk Nant de Drance fertiggestellt und in Betrieb. „Die Leistung liegt bei über 80 Prozent – ​​für jede Kilowattstunde Strom, die verwendet wird, um das Wasser flussaufwärts zu pumpen, werden 0.8 ins Netz eingespeist“, erklärt Alain Sauthier, Chefingenieur und Direktor der Anlage Nant de Drance. „Die elektrische Speicherkapazität des Stausees übersteigt die von 400,000 Elektroautobatterien.“

„In Zukunft wird es immer notwendiger, große Strommengen zu speichern, da erneuerbare Quellen nach und nach Atom- und fossile Energie ersetzen“, sagt Sauthier. Solar- und Windenergie seien flüchtige Ressourcen, die nicht unbedingt Strom erzeugen, wenn er gebraucht werde, weshalb solche Systeme so wichtig seien. Sie können Energie speichern und helfen, das gesamte europäische Stromnetz stabil zu halten.

Laut Schweizer Infowurden seit Beginn des Projekts vor über 14 Jahren 18 Kilometer Tunnel zwischen dem Stausee Emosson, einem 1955 hoch gelegenen künstlichen See, und dem Stausee Vieux Emosson im Süden in die Walliser Alpen gefräst. Die Emosson hat eine Kapazität von 25 Millionen Kubikmetern (etwa 6.5 ​​Billionen Gallonen). Hier ist ein Zeitraffer-Video, das den Bauprozess zeigt.

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Schwere Fahrzeuge benutzten diese Tunnel, um das gesamte Material und die Ausrüstung zu bringen, die für die Fertigstellung des Projekts benötigt wurden, von vorgefertigten Gebäuden mit Büros bis hin zu Kugelhähnen mit einem Gewicht von über 100 Tonnen. Der Maschinenraum im Herzen des Systems ist 200 Meter lang, 32 Meter breit und 52 Meter hoch – hoch genug, dass der Eiffelturm hineinpasst. Mit einer Leistung von 900 Megawatt ist Nant de Drance eines der leistungsstärksten Kraftwerke Europas.

Besonders stolz ist Sauthier auf die 6 Pumpen/Turbinen, die in ihrer schieren Größe und der eingesetzten Technik weltweit nahezu einzigartig sind. „In weniger als zehn Minuten können wir die Drehrichtung der Turbinen umkehren und von Stromerzeugung auf Speicherung umschalten. Diese Flexibilität ist entscheidend, um zeitnah auf die Bedürfnisse des Stromnetzes zu reagieren und Stromerzeugung und -verbrauch anzupassen. Sonst riskiert man einen Netzzusammenbruch und einen Blackout, wie es Anfang des Jahres in Texas passiert ist.“

Bedarfssteuerung in Kriegszeiten

Die Anlage in Nant de Drance ist gerade rechtzeitig in Betrieb gegangen, um Europa bei der Bewältigung der Herausforderung zu unterstützen, ohne Zugang zu Erdgas aus Russland das Licht am Laufen zu halten. Die Schweiz plant für diesen Winter verschiedene Massnahmen, um die Stromnachfrage zu senken. Zuerst wird die Regierung freiwillige Schutzmaßnahmen fordern, dann plant sie, nicht wesentliche Verwendungen wie die Beleuchtung von Schaufenstern, die Verwendung mobiler Heizgeräte oder andere Verwendungen der Nachtbeleuchtung einzuschränken.

Es fordert die Menschen auch auf, den Stromverbrauch zum Aufladen ihrer Elektroautos einzuschränken. Bei Bedarf könnte es bis zu 30,000 Unternehmen anweisen, bis zu 30 % ihres Stromverbrauchs einzusparen, und die Menschen auffordern, das Laden ihrer Elektroautos aufzuschieben. Es wird geschätzt, dass diese drei Schritte den Strombedarf um bis zu 30 % senken könnten. Als letztes Mittel könnte die Regierung Teile des Stromnetzes abschalten.

„Man muss sich das wie ein Puzzle vorstellen. Einzelne Segmente würden für vier Stunden entfernt und dann wieder eingeschaltet, während andere entfernt werden. Manche Teile des Netzes – die Puzzleteile – hätten vier Stunden keinen Strom, dann wieder je nach Situation vier oder acht Stunden wieder Strom», sagt Michael Frank, Geschäftsführer des VSE-Verbandes Schweizer Elektrizitätsunternehmen Reuters.

616,000 Pumpspeicherkraftwerke

Laut Matthew Stocks von der Australian National University gibt es sie 616,000 Standorte auf der ganzen Welt wo Pumpspeicherkraftwerke mit geschlossenem Kreislauf gebaut werden könnten. Der Bau von nur 1 % davon könnte alle Probleme lösen, die mit der Speicherung intermittierender Energien verbunden sind, und zwar allein aufgrund geografischer Überlegungen, sagt er.

Das ist das Ideal. Die Realität sieht so aus, dass Pumpspeicherkraftwerke in der Regel in einiger Entfernung von den Orten stehen, an denen der meiste Strom benötigt wird. Das bedeutet, dass es eine Hochspannungsübertragungsleitung geben muss, die sie mit den Bevölkerungs- und Handelszentren verbindet. Der Bau dieser Verbindungen und die Genehmigung, sie an das größere Stromnetz anzuschließen, sind ziemlich teuer kann eine Herausforderung sein.

Nach Angaben des Die Washington Post, warten heute in Amerika mindestens 930 Gigawatt saubere Energiekapazität und 420 Gigawatt Speicher darauf, gebaut zu werden. Viele dieser ausstehenden erneuerbaren Energie- und Batteriespeicherprodukte können nicht an das Stromnetz angeschlossen werden, sodass sie nicht schnell genug gebaut werden. „Das ist ein riesiges Problem“, sagt David Gahl, Geschäftsführer des Solar and Storage Industries Institute. „Wenn wir keine Änderungen vornehmen, werden wir die Klimaschutzziele von Bund und Ländern nicht erreichen.“

Der Imbiss

Alle Energiespeicher haben Vor- und Nachteile. Pumpwasserkraft kann nicht die Frequenz- und Spannungsstabilisierungsdienste einer Lithium-Ionen-Batterie bieten, aber sie kann Energie für Monate oder sogar Jahre speichern, was keine gewöhnliche Batterie kann, nicht einmal die ultralanglebigen Eisen-Luft-Batterien von Form Energie. Ein herkömmlicher Batteriespeicher kann innerhalb weniger Monate fertiggestellt werden. Pumpwasserkraft braucht oft mehr als ein Jahrzehnt, um online zu gehen.

Das Genie der Energiespeicherung liegt darin, zu wissen, welche Technologie für jeden einzelnen Anwendungsfall am besten funktioniert. Sicherlich gibt es einen Platz im Arsenal der Energiespeichertechniken für Pumpspeicherkraftwerke, und die Anlage in Nant de Drace beweist bereits ihren Wert, dank der Vision von Menschen, die vor fast zwei Jahrzehnten damit begannen, darüber nachzudenken, sie zu bauen.

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• Quelle: https://cleantechnica.com/2022/12/25/the-making-of-a-pumped-hydro-water-battery-in-switzerland-with-video/