Der Übergang zu einem Energiesystem, das zunehmend auf erneuerbaren Energien basiert, stellt eine grundlegende Herausforderung dar: Was tun mit der Energie, wenn mehr Strom produziert als benötigt wird, und wie kann sie zur Verfügung gestellt werden, wenn die Nachfrage steigt?
Die Antwort liegt unter anderem in der Energiespeicherung. Und unter den verfügbaren Technologien nehmen Pumpspeicherkraftwerke eine strategische Stellung ein.
Spanien verfügt über umfangreiche Erfahrung mit dieser Technologie und betreibt einige der wichtigsten Pumpspeicherkraftwerke Europas. Darüber hinaus fördert das Land neue Projekte, um seine Speicherkapazität deutlich zu erhöhen und die Integration von Solar- und Windenergie zu erleichtern.
Was ist ein reversibles Kraftwerk?
Ein reversibles Kraftwerk ist eine Anlage, die zwei verschiedene Betriebsarten ausführen kann: die Erzeugung von Elektrizität und die Speicherung von Energie.
Die Funktionsweise basiert typischerweise auf zwei unterschiedlich hoch gelegenen Speichern. Bei hoher Stromverfügbarkeit und geringem Bedarf nutzt das System diese Energie, um Wasser vom unteren zum oberen Speicher zu pumpen.
Auf diese Weise wird Elektrizität in potenzielle Energie umgewandelt, die im Wasser gespeichert ist.
Wenn der Strombedarf steigt, wird der Prozess umgekehrt. Wasser fließt vom oberen in den unteren Stausee und durchströmt Turbinen, die Strom erzeugen, der dann wieder ins Stromnetz eingespeist wird.
Deshalb spricht man von einer reversiblen Anlage: Sie kann Strom verbrauchen, um Energie zu speichern, und dann mit dieser gespeicherten Energie Strom erzeugen.
Red Eléctrica erklärt das hydraulische Pumpen präzise als ein System, das auf zwei Speichern in unterschiedlichen Höhen basiert, wobei das Wasser im oberen Speicher potenzielle Energie speichert, die später durch Turbinen zurückgewonnen werden kann.
Eine riesige Wasserbatterie
Auch wenn das Konzept komplex erscheinen mag, gibt es eine einfache Möglichkeit, es zu verstehen: Ein reversibles Wasserkraftwerk funktioniert wie eine riesige, langlebige Batterie.
Anstatt Elektrizität direkt in elektrochemischen Batterien zu speichern, speichert es Energie mithilfe von Wasser und dem Höhenunterschied zwischen zwei Behältern.
Dieses System bietet einen besonders wichtigen Vorteil: Es kann große Energiemengen über längere Zeiträume speichern und diese bei Bedarf wieder in das System zurückführen.
Wie funktioniert ein Pumpspeicherkraftwerk?
Der Vorgang lässt sich in zwei Hauptphasen unterteilen:
1. Pumpen: Energiespeicherung
Bei einem Stromüberschuss im Netz, beispielsweise in Zeiten hoher Solar- oder Windstromproduktion und geringerer Nachfrage, nutzt das Kraftwerk diesen Strom, um seine Pumpen anzutreiben.
Diese Pumpen befördern Wasser vom unteren in den oberen Behälter.
Elektrische Energie wird somit in potenzielle Energie umgewandelt, die im Wasser gespeichert wird.
2. Turbination: Energierückgewinnung
Wenn die Nachfrage steigt oder die Produktion erneuerbarer Energien sinkt, wird das im oberen Speicherbecken gespeicherte Wasser abgelassen.
Beim Abstieg treibt das Wasser die Turbinen des Kraftwerks an, und die Generatoren wandeln die Energie des Wassers wieder in Elektrizität um.
Das Ergebnis ist ein System, das in der Lage ist, überschüssige Elektrizität zu speichern und sie bei Bedarf wieder ins Netz einzuspeisen.
Warum sind sie so wichtig für erneuerbare Energien?
Solar- und Windenergie sind für die Dekarbonisierung von grundlegender Bedeutung, aber sie haben eine Eigenschaft, die Speichersysteme besonders wichtig macht: Ihre Produktion ist von den Wetterbedingungen abhängig.
Solarpaneele erzeugen Strom während der Sonneneinstrahlung, während Windkraftanlagen auf die Verfügbarkeit von Wind angewiesen sind.
Dies kann zu Situationen führen, in denen zu einem bestimmten Zeitpunkt viel erneuerbare Energie produziert wird, der Strombedarf jedoch gering ist.
Ohne Speichermöglichkeiten bleibt ein Teil dieser Energie ungenutzt.
Pumpspeicherkraftwerke ermöglichen es, einen Teil der Stromerzeugung auf einen anderen Zeitpunkt zu verlagern. Beispielsweise kann tagsüber erzeugter Solarstrom genutzt werden, um Wasser in ein höher gelegenes Speicherbecken zu pumpen und die Energie dann nachmittags oder abends zurückzugewinnen.
Aus diesem Grund ist die Pumpspeicherung ein Schlüsselelement für die Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz. Der Nationale Integrierte Energie- und Klimaplan (PNIEC) selbst hebt hervor, dass Pumpspeicherkraftwerke aufgrund ihrer Flexibilität, Speicherkapazität und ihres Beitrags zur Netzsicherheit besonders für Systeme mit einem hohen Anteil erneuerbarer Energien relevant sind.
Spanien, eine europäische Großmacht im Bereich der Pumpspeicherkraftwerke
Spanien startet aus einer besonders günstigen Position.
Das Land verfügt über umfangreiche Erfahrung in der Wasserkrafterzeugung und besitzt die Infrastruktur, die Topographie und das technische Know-how, um Pumpspeicherkraftwerke zu entwickeln.
Spanien verfügt derzeit über eine installierte Pumpspeicherkraftwerkskapazität von rund 6 GW, verteilt auf verschiedene Kraftwerke. Der Nationale Integrierte Energie- und Klimaplan (PNIEC) prognostiziert zudem ein signifikantes Wachstum dieser Technologie in den kommenden Jahren.
Dank dieser Erfahrung zählt Spanien zu den führenden europäischen Ländern im Bereich der Pumpspeicherkraftwerke.
Tatsächlich befindet sich in Spanien der Cortes-La Muela-Komplex in Valencia, der als größtes Pumpspeicherkraftwerk Europas mit einer Turbinenleistung von mehr als 1.700 MW gilt.
Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien und dem damit einhergehenden Bedarf an Systemen, die Produktion und Nachfrage ausgleichen können, steigt auch die Bedeutung dieser Infrastrukturen.
Neue Pumpprojekte in Spanien
Die Bestrebungen zur Nutzung von Wasserkraftspeichern beschränken sich nicht auf bereits in Betrieb befindliche Kraftwerke.
Im Juli 2026 vergab das Ministerium für den ökologischen Wandel und die demografische Herausforderung 165 Millionen Euro an Fördermitteln an sieben innovative Pumpspeicherkraftwerksprojekte.
Die Projekte befinden sich in Andalusien, Asturien, Aragonien, Extremadura, Katalonien und Galicien und werden zusammen eine Erzeugungsleistung von 2.071 MW und eine Speicherkapazität von 21.091 MWh bereitstellen.
Dies ist eine besonders relevante Investition, da sie zeigt, dass Pumpspeicherkraftwerke sich von einer ergänzenden Technologie zu einer der wichtigsten Speicherinfrastrukturen für das zukünftige spanische Stromsystem entwickeln.
Die Ausschreibung ist Teil des BORALMAC-Programms, das innovative Energiespeicherprojekte mit reversibler Pumptechnik fördern soll.
Aguayo II: eines der größten Energiespeicherprojekte
Eines der Projekte, das diese neue Phase am besten widerspiegelt, ist Aguayo II in Kantabrien.
Die Erweiterung des reversiblen Wasserkraftwerks Aguayo wird es ihm ermöglichen, eine Turbinenleistung von 1.014 MW und eine Pumpleistung von 1.181 MW zu erreichen, gemäß der im BOE veröffentlichten Verwaltungsgenehmigung.
Das Projekt wird es ermöglichen, die Kapazität der bestehenden Anlage zu vervielfachen und Spaniens Kapazität zur Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien zu erhöhen.
Aguayo II ist auch ein Beispiel dafür, wie Spanien bestehende Wasserkraftanlagen nutzt, um neue großtechnische Speicherlösungen zu entwickeln.
Welche Vorteile bieten reversible Kraftwerke?
Das Interesse an dieser Technologie rührt von mehreren Vorteilen her.
Großspeicher
Pumpspeicherkraftwerke können sehr große Energiemengen speichern, was für den Betrieb eines Stromsystems mit einem hohen Anteil an erneuerbaren Energien unerlässlich ist.
Stärkere Integration von Solar- und Windenergie
Sie ermöglichen es uns, überschüssige erneuerbare Energie zu nutzen, die sonst verloren gehen würde.
Stabilität des Stromnetzes
Neben der Speicherung von Energie können diese Kraftwerke auch zur Aufrechterhaltung der Stabilität und Flexibilität des Stromnetzes beitragen.
Langzeitlagerung
Im Gegensatz zu anderen Technologien, die üblicherweise auf kürzere Speicherperioden ausgerichtet sind, kann die hydraulische Pumpentechnik an unterschiedliche Betriebsanforderungen angepasst werden, von täglichen Zyklen bis hin zu längeren Zeiträumen.
Verringerte Energieabhängigkeit
Durch die Förderung der stärkeren Integration einheimischer erneuerbarer Energiequellen kann die Wasserkraftspeicherung dazu beitragen, die Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen und Energieimporten zu verringern.
Hydraulikpumpen und Batterien: Sind es konkurrierende Technologien?
Batterien und Pumpspeicherkraftwerke müssen nicht zwangsläufig in direkter Konkurrenz zueinander stehen.
Beide Technologien können unterschiedliche Funktionen innerhalb des elektrischen Systems erfüllen.
Batterien bieten eine sehr schnelle Reaktionszeit und sind besonders interessant für bestimmte Netzwerkdienste und für kleinere Installationen.
Die hydraulische Pumpentechnik zeichnet sich hingegen durch ihre Fähigkeit aus, große Energiemengen über längere Zeiträume zu speichern.
Daher wird das zukünftige Energiesystem wahrscheinlich verschiedene Speichertechnologien kombinieren, um unterschiedlichen Bedürfnissen gerecht zu werden.
Red Eléctrica betrachtet die Speicherung als ein wesentliches Element, um die Systemflexibilität zu erhöhen, die Versorgungssicherheit zu verbessern und die Integration erneuerbarer Energien zu maximieren.
Die Zukunft der Energiespeicherung liegt in Spanien.
Der Ausbau der Solar- und Windenergie verändert das spanische Stromsystem. Doch die Erzeugung erneuerbarer Energien allein genügt nicht: Es ist auch notwendig, diese Energie zu verwalten, zu speichern und zum richtigen Zeitpunkt zu nutzen.
In diesem Kontext erlangen Pumpspeicherkraftwerke eine strategische Rolle.
Spanien verfügt über die Erfahrung, die Infrastruktur und die natürlichen Ressourcen, die es zu einem der führenden europäischen Länder in dieser Technologie machen. Die Umsetzung neuer Projekte sowie öffentliche Investitionen in Pumpspeicherkraftwerke deuten darauf hin, dass ihre Bedeutung in den kommenden Jahren weiter zunehmen wird.
Das übergeordnete Ziel ist die Schaffung eines flexibleren Stromsystems, das die von Sonne und Wind erzeugte Energie optimal nutzen kann.
Reversible Kraftwerke können somit zu einer der großen Energiespeicheranlagen der spanischen Energiewende werden: Anlagen, die in der Lage sind, den heutigen Überschuss an erneuerbarer Energie zu speichern und ihn dann in Strom umzuwandeln, wenn das System ihn wirklich benötigt.
