Naturstromspeicher Gaildorf

Naturstromspeicher Gaildorf
Naturstromspeicher Gaildorf im Bau (Februar 2017)
Lage
Koordinaten	48° 59′ 32″ N, 9° 46′ 48″ O48.9920889.780062
Land	Deutschland Deutschland Baden-Württemberg Baden-Württemberg
Ort	Gaildorf
Gewässer	4 Oberbecken an den WEAs Unterbecken im Kochertal
f1
Kraftwerk
Eigentümer	Naturstromspeicher GmbH (Max Bögl Gruppe)
Planungsbeginn	September 2011
Betriebsbeginn	2017 (Windpark) 2020 (Pumpspeicherkraftwerk)[veraltet]
Technik
Durchschnittliche Fallhöhe	200 m
Ausbaudurchfluss	9,5 m³/s
Regelarbeitsvermögen	42 Millionen kWh/Jahr
Turbinen	3 reversible Francisturbinen[1]
Generatoren	4 × 3,4 MW (Windkraft) 16 MW (Wasserkraft)
Sonstiges
Website	www.naturspeicher.de
Stand	2017

Der Naturstromspeicher Gaildorf ist ein in Bau befindliches Energieprojekt bei Gaildorf, bei dem ein Windpark mit einem Pumpspeicherkraftwerk kombiniert wird. Das Projekt wurde im September 2011 der Öffentlichkeit vorgestellt;^[2] der Spatenstich erfolgte im April 2016. Die Windkraftanlagen, in deren Turmfuß Wasser gespeichert wird, wurden im Dezember 2017 in Betrieb genommen und ans Netz angeschlossen.^[3][4] Das Pumpspeicherwerk sollte 2020 in Betrieb gehen.^[5]

Projektziel

Der Einsatz von fluktuierende erneuerbaren Energiequellen, die nicht der Nachfrage folgen können, führt zu großen täglichen Abweichungen in der Stromerzeugung und zu Überschüssen. Dies führt wiederum zunehmend zu großen Verlusten und negativen Energiepreisen.^[6] Daher eignen sich Pumpspeicherkraftwerke, um der Variabilität der Windenergie und Solarenergie entgegenzusetzen und für eine optimale Energieverwendung zu sorgen.^[7] Aus diesem Grunde zielt das Projekt darauf einen Beitrag zu einer zuverlässigen und planbaren Stromversorgung aus den fluktuierenden Energiequellen Windenergie und Photovoltaik zu leisten und Regelenergie bereitzustellen.^[8]

Finanzierung

Die Projektkosten sind mit 75 Mio. Euro angesetzt.^[9] Die Finanzierung des Projektes wird im Wesentlichen durch die Max Bögl Firmengruppe erfolgen. Bürger aus der Umgebung sollen sich über eine Genossenschaft finanziell an dem Projekt beteiligen können.^[10] Aufgrund seiner Pionierfunktion und dem Demonstrationscharakter für weitere ähnliche Projekte wird das Projekt vom Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz, Bau und Reaktorsicherheit mit 7,15 Mio. Euro gefördert.^[11]

Aufbau

Windpark

Die erste fertiggestellte Windkraftanlage des Typs GE 3.4-137. Nabenhöhe 178 m.

Auf dem Teilhöhenzug der Limpurger Berge bei Gaildorf zwischen Kochertal im Westen und Eisbachtal im Osten wurden von ursprünglich sechs geplanten Gamesa G144 mit 5,5 MW Nennleistung im Jahr 2014 vier^[12] Windkraftanlagen genehmigt und dann als Typ GE 3.4-137 mit einer Nabenhöhe von 178 m, einem Rotordurchmesser von 137 m und einer Nennleistung von jeweils 3,4 MW errichtet. Die prognostizierte Jahresstromerzeugung aus Wind beträgt 42 GWh. Die 40 Meter hohen Turmfundamente der Windanlagen, die auch als Wasserspeicher genutzt werden, ermöglichen große Nabenhöhen. Eine der vier Anlagen hielt von Herbst 2017 bis Herbst 2019^[13] den Höhenweltrekord für Windenergieanlagen, mit einer Gesamthöhe von 246,5 m bei 178 m Nabenhöhe.^{[14][15][16][17]} Die Standorte und Höhenlage der vier Windkraftanlagen sind: WEA2 (⊙49.0102759.7962, 501,5 m ü. NN), WEA3 (⊙49.0027699.806384, 489,5 m ü. NN), WEA4 (⊙48.9970759.809822, 489,5 m ü. NN), WEA5 (⊙48.9918169.812073, 485,5 m ü. NN).^[18]

Pumpspeicherkraftwerk

Die Netzeinspeisungsleistung des Pumpspeicherkraftwerks beträgt bis zu 16 MW. Die Speicherkapazität der Gesamtanlage beträgt laut den Projektbetreibern 70 MWh, das entspricht mehr als fünf Stunden Speicherbetrieb aller Windkraftanlagen bei Nennleistung oder gut vier Stunden Stromerzeugung des Wasserkraftwerks bei Nennleistung.^[19]

Oberbecken

Jeder der vier Windkraftanlage-Standorte verfügt über aus Betonfertigteilen aufgebaute Oberbecken, die jeweils in zwei Teilvolumen unterschiedlicher Höhe aufgetrennt sind. Das 40 Meter hohe zylindrische Turmfundament mit 16 Meter Durchmesser (vom Betreiber als Aktivbecken bezeichnet) kann bis zu 31 Meter mit Wasser gefüllt werden.^[19][20] Das Turmfundament steht in einem zylindrischen Wasserbecken mit 63 Meter Durchmesser (vom Betreiber als Passivbecken bezeichnet). Die Höhe der Passivbecken ist bei den vier Anlagen unterschiedlich dimensioniert, ihre Stauhöhe beträgt zwischen acht und 13 Meter.^[19] Aktiv- und Passivbecken sollen nacheinander befüllt und entleert werden.^[21] Insgesamt können bis zu 160.000 m³ Wasser gespeichert werden.^[19] Die Bezeichnungen Aktivbecken und Passivbecken sind in der Fachliteratur zu Pumpspeicherkraftwerken bisher unbelegt, sie wurden erstmals durch den Betreiber verwendet. Technisch haben beide gleichermaßen die Funktion eines Speicherbeckens.

Im Juli 2017 wurde festgelegt, bei der WEA2 vorerst kein Oberbecken zu errichten.^[22]

Rohrleitungssystem

Ein etwa 3,2 Kilometer langes Druckleitungsrohrsystem^[23] soll die vier Wasserspeicher des Windparks untereinander und mit dem Krafthaus im Tal des Kochers bei Gaildorf-Unterrot, das etwa 200 m tiefer liegt, verbinden. Die Polyethylen-Kunststoffrohre („PE“) in DN1800/DN1600 sollen von Egeplast geliefert werden^[24] und ab März 2018 mittels Grabenfräsverfahren mit einer Tagesleistung von 60 bis 100 Meter eingebaut werden.^[25] Die als „Trifurcator“ bezeichnete stählerne Verteilerrohrleitung, die im Krafthaus den Übergang von der PE-Druckleitung auf die drei Turbinenstichleitungen herstellt, wurde von der Bilfinger VAM Anlagentechnik GmbH im oberösterreichischen Wels vorgefertigt und im Herbst 2018 ins Krafthaus eingebaut.^[26] Die Rohrleitungen und das Turbinensystem werden für eine Durchflussmenge von 9,5 m³/s ausgelegt.^[27]

Krafthaus

Das Krafthaus soll am östlichen Ufer des Kochers errichtet werden. Der Anschluss an das westlich des Kochers liegende Unterbecken erfolgt über einen Düker mit DN 2200.^[28] Für das Krafthaus sind drei reversible Francisturbinen von Voith Hydro mit Gesamtleistung von 16 MW vorgesehen.^[1] Im Speicherbetrieb wird über die Pumpturbinen Wasser aus dem Unterbecken in die Oberbecken gepumpt, bei Strombedarf fließt es über die Turbinen zurück in das Unterbecken. Der Wechsel zwischen Stromerzeugung und Speicherbetrieb soll in 30 Sekunden möglich sein, der Wirkungsgrad der Speicherung soll bei etwa 80 % liegen.^[29] (⊙48.9920889.780062)

Unterbecken

Eine ohnehin schon geplante Flutmulde am Kocher wird das Unterbecken, das naturnah gestaltet werden soll.^[30] Die Flutmulde wird so ausgeführt, dass sie erst bei einem zehnjährigen Hochwasser (HQ₁₀) vom Wasser des Kochers erreicht wird. Das Volumen des Unterbeckens wird so ausgelegt, dass bei gefülltem Unterbecken ein Retentionsraum von 30.000 m³ freigehalten wird. Nach einem Hochwasserereignis, bei dem das Unterbecken als Retentionsraum diente, müssen im Becken befindliche Fische abgefischt werden. Zur Erstbefüllung und zur Wiederbefüllung nach Reparaturen wird eine Wasserentnahme aus dem Kocher in einer Menge von 2 m³/s genehmigt, sofern der verbleibende Mindestabfluss des Kocher 10 m³/s beträgt. Im Betrieb des Pumpspeicherkraftwerks wird, abgesehen von Verdunstung (Evapotranspiration), nur die Pendelwassermenge hin- und hergefördert.^[31]

Umspannwerk

Südlich vom Krafthaus wird ein Umspannwerk zum Anschluss an eine vorhandene 110-kV-Leitung errichtet. Netzbetreiber ist Netze BW.

Schwimmende Photovoltaik

Im Mai 2021 hat die Naturstromspeicher Gaildorf GmbH & Co. KG bei der Stadt Gaildorf einen Antrag eingereicht für eine Erweiterung um eine ca. 2 Hektar große im Unterbecken schwimmende Photovoltaik-Freiflächenanlage mit ca. 2 MWp.^[32]

Politik

Die Stadt Gaildorf initiierte im Jahr 2011 eine Umfrage und ein Diskussionsforum unter dem Titel e-Bürger-Portal zum Projekt Naturstromspeicher. Am 11. Dezember 2011 fand in Gaildorf ein Bürgerentscheid über das Projekt statt. In diesem stimmten 25,2 % der Wahlberechtigten für das Projekt, 19,3 % lehnten es ab; damit wurde die Stadtverwaltung vom Wähler beauftragt, mit den Investoren Verhandlungen über die Nutzung städtischer Grundstücke zu führen.^[33]

Es wurde eine Artenschutzkartierung durchgeführt sowie ein Windmessmast errichtet, mit Hilfe dessen zwei Jahre lang die Windhöffigkeit des Standortes bestimmt wurde.^[34] Am 12. Dezember 2011 wurde bekannt, dass Umweltminister Franz Untersteller (Grüne) das Pilotprojekt ausdrücklich begrüßte.^[35] Bereits zuvor hatte sich der Gaildorfer Gemeinderat mit großer Mehrheit für das Projekt ausgesprochen.^[36] Auch die Haller Bundestagsabgeordnete Annette Sawade (SPD) steht hinter dem Naturstromspeicher und seinem Beitrag zum Gelingen der Energiewende.^[37]

Siehe auch

• Virtuelles Kraftwerk als „regeneratives Kombikraftwerk“
• Energiespeicher
• Erneuerbare Energie
• Dezentrale Stromerzeugung
• Liste der höchsten Bauwerke in Deutschland

Literatur

• Landratsamt Schwäbisch Hall (Hrsg.): Wasserrechtsverfahren zum Bau und Betrieb des Naturstromspeichers Gaildorf. 6. Mai 2014 (PDF. 211 kByte). 
• Landratsamt Schwäbisch Hall (Hrsg.): Immissionsschutzrechtliche Genehmigung. Abschnitt 1. 6. Mai 2014 (PDF. 211 kByte). 

Weblinks

• Offizielle Webseite
• Max Bögl Projektseite

Einzelnachweise

1. ↑ ^{a b} Voith liefert Pumpturbinen für erstes kombiniertes Wind- und Pumpspeicherkraftwerk. www.windkraft-journal.de, 15. November 2016, abgerufen am 11. November 2017. 
2. ↑ Südwestpresse, 15. September 2011: Gaildorf wird „Naturstromspeicher“-Stadt (Memento vom 24. September 2015 im Internet Archive)
3. ↑ Ralf Köpke: Höchste Windturbine in Gaildorf in Betrieb. In: E & M Daily, 20. Dezember 2017. Energie & Management Verlagsgesellschaft mbH, Herrsching
4. ↑ Jochen Höneß: Naturstromspeicher Gaildorf geht in Betrieb. In: Südwestpresse, 19. Dezember 2017.
5. ↑ Neuartiger Stromspeicher kombiniert Wind- und Wasserkraft. In: IWR – Internationales Wirtschaftsforum Regenerative Energien. 28. April 2016. Abgerufen am 29. April 2016.
6. ↑ Next Kraftwerke GmbH: Was sind negative Strompreise und wie entstehen sie?
7. ↑ Rüdiger Paschotta: Pumpspeicherkraftwerk. In: energie-lexikon.info. 14. März 2020, abgerufen am 30. November 2020. 
8. ↑ Ein Kraftwerk, zwei Welten: Vereinigung von Wind- und Wasserkraft im schwäbischen Gaildorf. In: abb-kundenmagazin.de. ABB, 2018, abgerufen am 30. November 2020. 
9. ↑ Richard Färber: Windstrom aus dem Wasserspeicher. In: www.tagblatt.de. 20. Oktober 2016, abgerufen am 10. November 2017. 
10. ↑ In: Erneuerbare Energien, Printausgabe Juni 2015, S. 39.
11. ↑ Windkraft plus Pumpspeicher gleich Elektrifizierung. Bundesministerium für Umwelt, Naturschutz und nukleare Sicherheit, 24. Juni 2020, abgerufen am 13. Dezember 2020. 
12. ↑ "1. Signifikant erhöhtes Tötungsrisiko an Standort 1 und 6 laut Gutachten" ... "Der Standort 6 ist zudem nicht Gegenstand des vorliegend zu beurteilenden immissionsschutzrechtlichen Antrags. Der Standort der WEA 1 wurde gerade wegen des aus Sicht des Gutachters signifikant erhöhten Tötungsrisikos nicht weiter verfolgt.", Seite 45 in "E n t s c h e i d u n g 1. Die Firma MBS Naturstromspeicher GmbH, Max-Bögl-Straße 1 in 92369 Sengenthal erhält auf den Antrag vom 30.04.2013 hin die i m m i s s i o n s s c h u t z r e c h t l i c h e G e n e h m i g u n g für die Errichtung und den Betrieb von vier Windkraftanlagen des Typs Gamesa G144 auf den Grundstücken Flsten. 905/1 (WEA 2); 910 (WEA 3); 992/4, 992/13, 992/14 (WEA 4); 922/10 (WEA 5) Gemarkung Unterrot, Stadt Gaildorf Anlagenkenndaten: Nennleistung je WEA 5.500 KW WEA Nr. Nabenhöhe [m] Rotordurchmesser [m] Gesamthöhe [m] 2 152,00 144,00 224,00 3 170,70 144,00 242,70 4 165,00 144,00 237,00 5 172,00 144,00 244,00 2. ...", Landratsamt Schwäbisch Hall, Datum: 06.05.2014, Aktenzeichen: 33.2-106.11/Al, Online: https://silo.tips/download/e-n-t-s-c-h-e-i-d-u-n-g PDF: https://silo.tips/downloadFile/e-n-t-s-c-h-e-i-d-u-n-g
13. ↑ GE's 12MW Haliade-X produces first power. In: Windpower Monthly. 7. November 2019. Abgerufen am 18. Dezember 2019.
14. ↑ GE to supply combined wind and hydro pumped storage pilot project. In: Windpower Monthly. 30. September 2016. Abgerufen am 30. September 2016.
15. ↑ Windrad-Gigant im Südwesten aufgebaut (Memento vom 27. Oktober 2017 im Internet Archive). In: Südwest Presse. 26. Oktober 2017. Abgerufen am 26. Oktober 2017.
16. ↑ Max Bögl installs record-breaking 246.5-metre turbine. In: Windpower Monthly. 27. Oktober 2017. Abgerufen am 27. Oktober 2017.
17. ↑ Höchstes Windrad der Welt steht nahe Stuttgart. In Sonne, Wind und Wärme, 27. Oktober 2017. Abgerufen am 19. November 2017.
18. ↑ Landratsamt Schwäbisch Hall (Hrsg.): Immissionsschutzrechtliche Genehmigung. Abschnitt 1. 6. Mai 2014, S. 4, 13–14 (PDF). 
19. ↑ ^{a b c d} Pilot project with high capacity for innovation. Max-Boegl.de, 5. Oktober 2016, abgerufen am 21. Dezember 2020 (englisch). 
20. ↑ Höchste Windkraftanlagen der Welt: Max Bögl baut mit Liebherr-Mobilkran modernen Energiespeicher. Liebherr, 15. August 2017, abgerufen am 10. November 2017. 
21. ↑ Thies Rathmann: Naturstromspeicher. Grüner Strom effizient gespeichert. Speicher-bar.de, 31. August 2016, abgerufen am 21. Dezember 2020. 
22. ↑ Jochen Höness: Die Großbaustelle bekommt ein zweites Kapitel. Rundschau – Südwest Presse, 22. Juli 2017, abgerufen am 21. Dezember 2020. 
23. ↑ Auf der Baustelle rollen Lastwagen im Minutentakt. Abgerufen am 11. November 2017. 
24. ↑ egeplast international und MBS Naturstromspeicher GmbH als Beteiligung der Firmengruppe Max Bögl kooperieren. edgeplast, abgerufen am 11. November 2017. 
25. ↑ Landratsamt Schwäbisch Hall (Hrsg.): Wasserrechtsverfahren zum Bau und Betrieb des Naturstromspeichers Gaildorf. 6. Mai 2014, S. 37 (PDF. 211 kByte). 
26. ↑ Pilotprojekt Wasserbatterie setzt auf die Kompetenz österreichischer Unternehmen. In: zek Zukunftsenergie und Kommunaltechnik. Ausgabe 06, Dezember 2018, S. 65–67 (online). 
27. ↑ Landratsamt Schwäbisch Hall (Hrsg.): Wasserrechtsverfahren zum Bau und Betrieb des Naturstromspeichers Gaildorf. 6. Mai 2014, S. 10, 34, 38 (PDF. 211 kByte). 
28. ↑ Landratsamt Schwäbisch Hall (Hrsg.): Wasserrechtsverfahren zum Bau und Betrieb des Naturstromspeichers Gaildorf. 6. Mai 2014, S. 4 (PDF. 211 kByte). 
29. ↑ Naturstromspeicher vorgestellt. In: Südwestpresse. 22. Oktober 2013. Abgerufen am 24. Oktober 2013.
30. ↑ Naturstromspeicher Präsentationsbroschüre, S. 4, abgerufen am 7. August 2015.
31. ↑ Landratsamt Schwäbisch Hall (Hrsg.): Wasserrechtsverfahren zum Bau und Betrieb des Naturstromspeichers Gaildorf. 6. Mai 2014, S. 10, 34, 38 (PDF. 211 kByte). 
32. ↑ Projektpräsentation zur Gemeinderatssitzung am 19. Mai 2021
33. ↑ Windkraft mit eingebautem Speicher. vom 12. Dezember 2011, abgerufen am 7. August 2015.
34. ↑ Knapp, aber entscheidend (Memento vom 24. September 2015 im Internet Archive). In: Südwest-Presse. 12. Dezember 2011.
35. ↑ Umweltminister begrüßt Bürgervotum für Naturstromspeicher. In: t-online.de, 12. Dezember 2011. Abgerufen am 12. Dezember 2011.
36. ↑ Bürger sollen über Projekt Naturstromspeicher Gaildorf entscheiden (Memento vom 28. Dezember 2015 im Internet Archive) Südwestpresse, 21. Oktober 2011. Abgerufen am 12. Dezember 2011.
37. ↑ Bundesumweltministerium fördert Naturstromspeicher mit 7,15 Mio. Euro (Memento vom 29. Dezember 2015 im Internet Archive). Abgerufen am 7. August 2015.

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