Ein kalifornisches Projekt würde Sonnenenergie speichern, um sie bei Sonnenuntergang zu nutzen: NPR

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Und Charles

Der San Vicente-Stausee im San Diego County speichert Wasser aus so weit entfernten Gebieten wie dem Colorado River. Durch das Pumpen von Wasser in ein kleineres Reservoir in den umliegenden Bergen könnte überschüssiger Solarstrom gespeichert werden, bis er benötigt wird, wenn die Sonne untergeht. Dan Charles für NPR Bildunterschrift ausblenden

Der San Vicente-Stausee im San Diego County speichert Wasser aus so weit entfernten Gebieten wie dem Colorado River. Durch das Pumpen von Wasser in ein kleineres Reservoir in den umliegenden Bergen könnte überschüssiger Solarstrom gespeichert werden, bis er benötigt wird, wenn die Sonne untergeht.

Die San Diego County Water Authority hat einen ungewöhnlichen Plan, den malerischen San Vicente-Stausee der Stadt zur Speicherung von Solarenergie zu nutzen, damit diese nach Sonnenuntergang verfügbar ist. Das Projekt und andere ähnliche Projekte könnten dazu beitragen, Amerikas Zukunft mit sauberer Energie zu erschließen.

Wenn alles reibungslos verläuft, werden vielleicht in einem Jahrzehnt große unterirdische Rohre diesen See mit einem neuen Stausee verbinden, einem viel kleineren, der in einer nahegelegenen Schlucht etwa 1.100 Fuß höher gebaut wurde. Wenn die Sonne hoch am Himmel steht, wird die reichlich vorhandene Sonnenenergie Kaliforniens Wasser in dieses obere Reservoir pumpen.

Es ist eine Möglichkeit, den Strom zu speichern. Wenn die Sonne untergeht und die Solarenergie verschwindet, würden die Betreiber ein Ventil öffnen und die Kraft von 8 Millionen Tonnen Wasser, die durch dieselben Rohre bergab zurückfallen, würde Turbinen antreiben, die bis zu acht Stunden lang 500 Megawatt Strom erzeugen können. Das reicht aus, um 130.000 typische Haushalte mit Strom zu versorgen.

Neena Kuzmich, stellvertretende technische Direktorin der San Diego County Water Authority, hat an Plänen für die Pumpspeicherung von Energie am San Vicente-Reservoir gearbeitet. Dan Charles für NPR Bildunterschrift ausblenden

Neena Kuzmich, stellvertretende technische Direktorin der San Diego County Water Authority, hat an Plänen für die Pumpspeicherung von Energie am San Vicente-Reservoir gearbeitet.

„Es ist eine Wasserbatterie!“ sagt Neena Kuzmich, stellvertretende technische Direktorin der Wasserbehörde. Sie sagt, dass Energiespeicheranlagen wie diese immer wichtiger werden, da Kalifornien zunehmend auf Energie aus Wind- und Solarenergie setzt, die Strom nach ihren eigenen Zeitplänen produzieren, unabhängig von den Anforderungen der Verbraucher.

Das haben die Kalifornier während einer Hitzewelle im vergangenen Sommer gelernt. „Ich glaube, jeder im Bundesstaat Kalifornien erhielt um 17:30 Uhr abends eine SMS mit der Aufforderung, seine Geräte auszuschalten“, sagt Kuzmich. Die Sonne ging unter, die Solarenergie verschwand und die verbleibenden Kraftwerke, von denen viele Gas betrieben, konnten mit der Nachfrage nicht Schritt halten. Der Alarm hat funktioniert; Die Menschen haben aufgehört, so viel Strom zu verbrauchen, und das Stromnetz hat überlebt.

Doch schon früher am selben Tag war so viel Solarstrom verfügbar, dass das Netz nicht alles aufnehmen konnte. Die Netzbetreiber haben mehr als 2000 Megawattstunden Strom, den Solargeneratoren hätten liefern können, „gedrosselt“ oder abgewiesen, genug, um eine kleine Stadt mit Strom zu versorgen. Dieser Strom wurde verschwendet und es gab keine Möglichkeit, ihn für später zu speichern, wenn die Netzbetreiber ihn dringend brauchten.

„Wir haben ein Problem, wenn wir diese anhaltenden Hitzewellen haben“, sagt Kuzmich. „Wir brauchen eine Möglichkeit, Energie zu speichern, damit wir unsere Geräte nicht ausschalten müssen.“

Pumpspeicherkraftwerke haben eine lange Geschichte

Die von San Diego vorgeschlagene Technologie namens Pumpspeicherung von Wasserkraft ist bereits an mehr als 40 Standorten in den Vereinigten Staaten im Einsatz. Einige der größten Anlagen, die bis zu acht Stunden lang mehr als 1000 MW erzeugen können, wurden in den 1970er und 1980er Jahren gebaut, um den Strom zu speichern, den Kernkraftwerke nachts erzeugten. Doch in den letzten 30 Jahren wurden in den USA nur wenige neue Anlagen gebaut. China hat weiterhin solche Anlagen gebaut.

Einer der Stauseen des Pumpspeicherkraftwerks Huanggou in Hailin in der nordostchinesischen Provinz Heilongjiang am 29. Juni 2022. Das Kraftwerk hat eine Erzeugungskapazität von 1200 Megawatt. Wang Jianwei/Xinhua News Agency/Getty Ima Bildunterschrift ausblenden

Einer der Stauseen des Pumpspeicherkraftwerks Huanggou in Hailin in der nordostchinesischen Provinz Heilongjiang am 29. Juni 2022. Das Kraftwerk hat eine Erzeugungskapazität von 1200 Megawatt.

Nun belebt die Notwendigkeit, Strom aus erneuerbaren Quellen zu speichern, das Interesse an dieser alten Technologie in den USA wieder

„Allein in den letzten Jahren sind 92 neue Projekte in die Entwicklungspipeline gekommen“, sagt Malcolm Woolf, Präsident und CEO der National Hydropower Association. Die meisten Projekte befinden sich jedoch in der Planungsphase und bedürfen noch der behördlichen Genehmigung und Finanzierung.

Dank des Klimagesetzes, das Präsident Biden im August unterzeichnet hat, haben diese Projekte nun Anspruch auf die gleiche Steuergutschrift von 30 Prozent wie Solar- und Windprojekte. „Das ist ein absoluter Game-Changer“, sagt Woolf. „Einige dieser Projekte, die schon seit einigen Jahren in der Pipeline sind, sind plötzlich viel bankfähiger.“

Wasserbatterien haben viele Konkurrenten, wenn es um die Energiespeicherung geht. Einige Unternehmen, darunter der Autokonzern GM, erforschen Möglichkeiten, wie das Stromnetz Notstrom aus den Batterien von Millionen privater Elektroautos beziehen kann. Andere arbeiten an Möglichkeiten, Strom durch Komprimierung von Luft oder Herstellung von Wasserstoff zu speichern. Wieder andere konzentrieren sich eher auf Möglichkeiten zur Steuerung der Stromnachfrage als auf das Angebot. Beispielsweise könnten elektrische Warmwasserbereiter ferngesteuert werden, sodass sie laufen, wenn genügend Strom vorhanden ist, und abgeschaltet werden, wenn der Strom knapp ist.

Das Pumpen von Wasser hat jedoch einige Vorteile. Es handelt sich um eine bewährte Methode zur Speicherung enormer Energiemengen. Das San Vicente-Projekt würde ungefähr so ​​viel Strom speichern wie die Batterien in 50.000 Teslas Langstreckenautos Model 3. Wasserbatterien erfordern außerdem keine schwer zu findenden Batteriematerialien wie Kobalt und Lithium, und die Anlagen können mehr als ein Jahrhundert lang weiterarbeiten.

Ein Schild am Baugebiet des oberen Reservoirs informiert über Einzelheiten zum Cabin Creek Pumped Storage-Projekt der Public Service Company, einer Wasserkraftanlage auf einer Höhe von über 10.000 Fuß in der Nähe von Georgetown, Colorado, am 22. April 1965. Denver Post/Getty Images Bildunterschrift ausblenden

Ein Schild am Baugebiet des oberen Stausees enthält Einzelheiten zum Cabin Creek Pumped Storage-Projekt der Public Service Company, einer Wasserkraftanlage auf einer Höhe von über 10.000 Fuß in der Nähe von Georgetown, Colorado, am 22. April 1965.

Das größte Problem bei ihnen ist, zumindest nach Ansicht einiger, dass es schwierig ist, Orte zu finden, an denen man sie bauen kann. Sie benötigen große Wassermengen, eine Topographie, die den Bau eines tieferen und höheren Stausees ermöglicht, und eine behördliche Genehmigung zur Beeinträchtigung der Landschaft.

Woolf sagt jedoch, dass die Wahrnehmung der begrenzten Aussichten von Pumpspeicherkraftwerken „ein Mythos ist, von dem ich hart arbeite, um die Leute davon zu überzeugen.“ Pumpspeicherkraftwerke, sagt er, müssen nicht so riesig sein wie die des vergangenen Jahrhunderts, und sie müssen frei fließende Bäche und Flüsse nicht stören. Viele Vorschläge beziehen sich auf Systeme mit „geschlossenem Kreislauf“, die immer wieder dasselbe Wasser verwenden und es zwischen zwei großen Teichen hin und her bewegen, von denen einer höher als der andere ist, wie Sand in einer Sanduhr.

Drei der vorgeschlagenen Projekte in den USA, die dem Spatenstich am nächsten zu sein scheinen, in Montana, Oregon und Südkalifornien, würden alle als geschlossene Kreisläufe funktionieren.

Kelly Catlett, Leiterin der Wasserkraftreform bei American Rivers, einer Umweltorganisation, die auf die durch Staudämme verursachten Umweltschäden hingewiesen hat, sagt: „Es gibt gute Pumpspeicherprojekte und es gibt nicht so gute Pumpspeicherprojekte.“

Ihre Gruppe wird keine Projekte unterstützen, die neue Staudämme an Bächen und Flüssen bauen und so empfindliche Wasserökosysteme zerstören. Aber der Plan von San Diego, sagt sie, „scheint etwas zu sein, das wir möglicherweise unterstützen könnten“, da er ein vorhandenes Reservoir nutzt und keine fließenden Bäche stört. Außerdem sagt sie: „Mir ist kein Widerstand indigener Nationen bekannt, was ein weiterer wirklich wichtiger Faktor ist, da sie im Laufe der Jahrzehnte viele Auswirkungen der Wasserkraftentwicklung getragen haben.“

Der Vorstand der San Diego County Water Authority und der Stadtrat von San Diego werden voraussichtlich bald darüber abstimmen, ob mit einem detaillierten technischen Entwurf für Pumpspeicherkraftwerke am San Vicente-Reservoir fortgefahren werden soll. Der Bundesstaat Kalifornien steuert 18 Millionen US-Dollar bei. Die Entwurfsarbeiten, gefolgt von den behördlichen Genehmigungen, der Finanzierung und dem eigentlichen Bau, werden wahrscheinlich ein Jahrzehnt oder länger dauern.