China nimmt 182 Meter hohen Pumpspeicherdamm zur Stabilisierung eines Netzes mit hohem Anteil erneuerbarer Energien in Betrieb

Eine neue Art der Wasserkraft für ein Stromnetz im Wandel

China hat das Pumpspeicherkraftwerk State Grid Xinyuan Jiangsu Jurong in Betrieb genommen. Der 182,3 Meter hohe Damm ist nun der höchste Pumpspeicherdamm der Welt. Die Anlage speichert 17,07 Millionen Kubikmeter Wasser, etwa 17 Milliarden Liter, und verfügt über eine installierte Leistung von 1,35 Millionen Kilowatt. Im regulären kommerziellen Betrieb soll sie während der Erzeugungszyklen jährlich rund 1,35 Milliarden Kilowattstunden Strom liefern. Das Projekt entsteht, während die Stromnachfrage in Ostchina neue Rekorde erreicht und das Land große Mengen an Wind- und Solarenergie hinzufügt.

Anders als ein herkömmlicher Flussdamm, der auf den gleichmäßigen Durchfluss eines großen Flusses angewiesen ist, funktioniert ein Pumpspeicherkraftwerk wie eine riesige Wasserbatterie. Es transportiert Wasser zwischen einem Ober- und einem Unterbecken: Bei einem Stromüberschuss im Netz wird Wasser bergauf gepumpt, bei Nachfragespitzen fließt es durch Turbinen wieder hinab. Dieser Betrieb in beide Richtungen macht aus der schwankenden Energie von Sonne und Wind zuverlässig abrufbaren Strom – genau diese Leistung benötigen dicht besiedelte und industrialisierte Regionen wie Jiangsu.

Das neue Kraftwerk liegt nahe an Verbrauchszentren und unweit des Jangtse-Deltas. Es ist auf schnelle Reaktionen ausgelegt. Betreiber können die Leistung innerhalb weniger Minuten hochfahren, um plötzliche Änderungen bei Angebot oder Nachfrage auszugleichen. Die Ingenieure brachten außerdem neue Dichtungsbahnen gegen das Eindringen von Wasser im Dammkörper an und installierten besonders große Kugelschieber, um Zuverlässigkeit und Wartung zu verbessern. Das Projekt zeigt, wie China neben neuen Erzeugungsanlagen weitere Anlagen zur Stabilisierung des Stromnetzes baut.

Wie Pumpspeicherkraftwerke funktionieren und warum sie wichtig sind

Pumpspeicherkraftwerke sind die am weitesten verbreitete Form der Energiespeicherung im Stromnetz. Bei einem Stromüberschuss, meist nachts oder bei windigem und sonnigem Wetter, treiben Pumpen das Wasser ins Oberbecken. Wird Strom benötigt, fließt das Wasser durch Turbinen zurück nach unten und erzeugt Energie. Der Wirkungsgrad über den gesamten Speicherzyklus liegt typischerweise zwischen 70 und 85 Prozent. Dabei geht also ein Teil der Energie verloren. Der Nutzen besteht darin, Strom von Zeiten mit Überschuss in Zeiten mit Knappheit zu verlagern.

China baut erneuerbare Energien in hohem Tempo aus. Dadurch werden Ausgleichsdienstleistungen unverzichtbar. Die Anlage in Jurong vereint mehrere Funktionen an einem Standort. Sie glättet Nachfragespitzen am Abend, regelt die Frequenz, damit das Netz stabil bei 50 Hertz bleibt, unterstützt mit Phasenregelung die Spannung und stellt kurzfristig Reserveleistung für Notfälle bereit. Nach Angaben der Projektbetreiber kann das Kraftwerk rund 2,7 Millionen Kilowatt Regelkapazität in beide Richtungen bereitstellen.

Der Standort ist bewusst gewählt. In Jiangsu lag die maximale Stromlast neun Jahre in Folge bei über 100 Millionen Kilowatt; im vergangenen Sommer erreichte das Netz mit 156 Millionen Kilowatt einen Höchstwert. Ein großes Speicherkraftwerk im Zentrum dieses Netzes verringert den Bedarf, Spitzenlast-Kohlekraftwerke hochzufahren. Zudem kann es mehr erneuerbare Energie aufnehmen, die andernfalls abgeregelt würde, wenn das Netz nicht den gesamten Strom nutzen kann.

Einblicke in das 182-Meter-Projekt

Das Kraftwerk in Jurong ist 182,3 Meter hoch – etwa so hoch wie ein Gebäude mit 60 Stockwerken. Die Becken können 17,07 Millionen Kubikmeter Wasser fassen. Die Anlage hat eine installierte Leistung von 1,35 Millionen Kilowatt. Im Regelbetrieb soll sie in einem typischen Erzeugungsjahr rund 1,35 Milliarden Kilowattstunden liefern. Der Standort wird oft als „Wasserenergiebank“ bezeichnet: Sie speichert Energie, wenn Strom reichlich vorhanden und günstig ist, und speist sie wieder ein, wenn Nachfrage und Preise höher sind.

Die Ingenieure mussten anspruchsvolle Vorgaben für einen Pumpspeicherdamm in einer dicht besiedelten Ebene mit hoher Stromlast erfüllen, statt ihn tief in abgelegenen Schluchten zu errichten. Im Dammkörper kommen neue geomembranbasierte Dichtungsbahnen zum Einsatz, die Wasserverluste begrenzen und das Grundwasser schützen sollen. Außerdem verfügt das Kraftwerk über einige der größten in China installierten Kugelschieber, was die Sicherheit erhöht und die Wartung erleichtert. Diese Maßnahmen helfen, Wasser effizienter zu speichern und Ausfallzeiten zu verringern.

Die technische Ausstattung ist nur ein Teil des Projekts. Das Leit- und Dispatchzentrum muss schnelle Anfahr- und Abschaltvorgänge sowie häufige Wechsel zwischen Pump- und Erzeugungsbetrieb steuern. Dafür sind eine robuste digitale Steuerung, eine präzise Überwachung des Wasserstands und die Koordination mit dem regionalen Netzbetreiber erforderlich. Da der Wasserstand im Oberbecken täglich steigt und fällt, haben die Teams die Ufer befestigt und Betriebsregeln festgelegt, um Erosion zu begrenzen und die umliegenden Gemeinden zu schützen.

Wie sich das Projekt in Chinas Wasserkraftausbau einfügt

Chinas Wasserkraftportfolio reicht von Großkraftwerken an den Flüssen im Südwesten des Landes bis zu einem wachsenden Netz von Pumpspeicherkraftwerken nahe den Verbrauchszentren. Das Wasserkraftwerk Baihetan am Jinsha-Fluss verfügt hinter einem 289 Meter hohen Bogenstaudamm über eine Leistung von 16 Gigawatt. Damit ist es nach dem Drei-Schluchten-Damm das zweitgrößte Wasserkraftwerk der Welt. Projekte wie Baihetan und Wudongde liefern große Mengen CO2-armen Stroms und tragen entlang langer Flusssysteme zum Hochwasserschutz bei.

Pumpspeicherkraftwerke erfüllen eine andere, aber ergänzende Funktion. Sie erzeugen keine neue Primärenergie aus Flussläufen, sondern verlagern Energie über Stunden und Tage und helfen dabei, Fernleitungen mit Höchstspannung reibungsloser zu betreiben. Wenn Wasserkraft aus dem Südwesten oder Windparks aus dem Norden Strom in den Osten liefern, nehmen Pumpspeicherkraftwerke an der Küste Überschüsse auf und geben bei Nachfragespitzen Energie ab. Das verringert die Abregelung erneuerbarer Energien und den Bedarf an teuren Spitzenlastkraftwerken in Städten.

China hat seine Pumpspeicherkapazität im laufenden Planungszeitraum rasch ausgebaut. Seit Beginn des 14. Fünfjahresplans wurden mehr als 44,53 Millionen Kilowatt Pumpspeicherleistung an das Netz angeschlossen. Die nationalen Klimaziele sehen vor, dass die CO2-Emissionen vor 2030 ihren Höchststand erreichen und das Land bis 2060 klimaneutral wird. Speicher sind eine Brücke, um den Anteil erneuerbarer Energien zu erhöhen, ohne die Versorgungssicherheit zu gefährden. Pumpspeicherkraftwerke bleiben das Rückgrat dieser Anstrengungen.

Technische Fortschritte und ökologische Zielkonflikte

Technische Fortschritte machten einen derart hohen Damm für ein Pumpspeicherkraftwerk möglich. Die Dichtung schützt die Dammstruktur und begrenzt Wasserverluste. Übergroße Kugelschieber bewältigen den hohen Druck, der bei einer großen Fallhöhe entsteht, und erhöhen die Sicherheit. Die Bauarbeiten umfassten komplexe unterirdische Anlagen, Einlaufstollen und Wasserschlösser; zugleich mussten die Auswirkungen auf nahe gelegene Ortschaften begrenzt werden.

Pumpspeicherkraftwerke können einige ökologische Belastungen verringern, die bei sehr großen Flussstaudämmen auftreten. Diese Projekte liegen häufig abseits von Flüssen und unterbrechen daher keine Fischwanderungen in den Hauptläufen. Die Becken sind kleiner und liegen höher im Gelände, wodurch sich Umsiedlungen begrenzen lassen. Die täglichen Schwankungen des Wasserstands können jedoch Ufervegetation und Wildtiere belasten, und auch die Bauarbeiten beeinträchtigen Lebensräume. Sorgfältige Planung und strenge Betriebsregeln sind nötig, um Erosion zu begrenzen, Sedimente zu kontrollieren und eine Verunreinigung des Grundwassers zu verhindern.

Nach einer Phase, in der Tausende kleine Kraftwerke gebaut wurden, hat China seinen Ansatz zur Wasserkraft geändert und legt nun mehr Wert auf Qualitätskontrollen. Die Behörden haben viele kleine, häufig illegale Dämme an Nebenflüssen geschlossen oder entfernt. Sie hatten empfindlichen Arten geschadet und standen im Widerspruch zu neuen ökologischen Schutzvorgaben. Für große Projekte gelten inzwischen strengere Umweltprüfungen. Anlagen wie Jurong nutzen Technologien, die das Eindringen von Wasser begrenzen und angrenzende Wasserressourcen schützen sollen.

Regionale Auswirkungen und grenzüberschreitende Projekte

Wasserkraft ist in Asien auch ein diplomatisches Thema. Chinas Pläne für ein Großprojekt am Yarlung Tsangpo, dem Oberlauf des Brahmaputra, werden aufmerksam verfolgt und haben in Indien Forderungen nach Schutzvorkehrungen ausgelöst. Vertreter in Neu-Delhi betonen, dass bei Projekten, die grenzüberschreitend Abflussmengen, Sedimentmuster oder Ökosysteme verändern könnten, Transparenz, Datenaustausch und Konsultationen nötig sind. Indien erwägt eigene große Wasserkraftprojekte in Arunachal Pradesh, um die Wassersicherheit und die Stromversorgung im Nordosten zu verbessern.

Beide Seiten erörtern eine frühzeitige Wiederaufnahme des Austauschs hydrologischer Daten sowie Kooperationsvereinbarungen für grenzüberschreitende Flüsse. Fachleute in der Region verweisen auf die Bedeutung standortspezifischer Risikobewertungen für jedes Projekt im Himalaya – angesichts der seismischen Aktivität und der empfindlichen Ökologie. Pumpspeicherkraftwerke wie Jurong liegen in der Regel abseits von Flüssen und bergen weniger grenzüberschreitende Risiken. Großstaudämme an den Hauptläufen erfordern dagegen eine engere Abstimmung zwischen den Nachbarländern.

Auch außerhalb Südasiens ist der Dammbau Teil der Energiesicherheitsstrategien in ganz Eurasien. Das Rogun-Projekt in Tadschikistan, für das ein 335 Meter hoher Damm geplant ist, stößt bei internationalen Partnern auf Interesse, die die Unabhängigkeit Zentralasiens von importierten Brennstoffen unterstützen wollen. Das zeigt einen breiteren Trend: Wo die geografischen Bedingungen es zulassen, kombinieren Länder große Wasserkraftwerke an Flüssen mit Speichern wie Pumpspeicherkraftwerken, damit die Netze trotz des wachsenden Anteils erneuerbarer Energien stabil bleiben.

Was das für Verbraucher und Industrie bedeutet

Für Fabriken und Haushalte in Jiangsu bedeutet mehr Speicherkapazität weniger Engpässe zu Spitzenzeiten und eine geringere Belastung des Netzes während Hitzewellen. Pumpspeicherkraftwerke helfen, plötzliche Abregelungen von Wind- und Solarparks zu vermeiden, sodass bereits bezahlte saubere Energie nicht verloren geht. Außerdem verringern sie die Abhängigkeit von Kohlekraftwerken, die nur zur Deckung von Spitzenlasten eingesetzt werden und teuer im Betrieb sind sowie zusätzliche Umweltbelastungen verursachen.

Das Kraftwerk soll während der Erzeugungszyklen jährlich rund 1,35 Milliarden Kilowattstunden Strom liefern. Das entspricht ungefähr dem jährlichen Stromverbrauch von einer Million durchschnittlicher chinesischer Haushalte. Dieser Vergleich veranschaulicht die Größe der Anlage. Pumpspeicherkraftwerke sind jedoch vor allem als flexible Kapazität zu verstehen: Beim Pumpen verbrauchen sie Strom und speisen den Großteil davon bei der Stromerzeugung wieder ein. Ihr Nutzen liegt darin, bei Nachfragespitzen die Versorgung zu sichern und Spannung sowie Frequenz für empfindliche Industrieanlagen stabil zu halten.

Mit der Weiterentwicklung des chinesischen Strommarktes werden Kraftwerke wie Jurong ihre Einnahmen nicht nur mit dem Verkauf von Kilowattstunden erzielen, sondern auch mit Dienstleistungen wie schnell verfügbarer Reserveleistung und Frequenzregelung. Diese Leistungen werden immer wichtiger, da die Elektrifizierung von Verkehr, Wärmeversorgung und Industrie zunimmt. Mit mehr Speicherkapazität im Netz sinken die Kosten, zusätzliche Solar- und Windprojekte einzubinden. Davon profitieren die Verbraucher langfristig.

Die wichtigsten Punkte

• China hat in Jiangsu einen 182,3 Meter hohen Pumpspeicherdamm in Betrieb genommen, den höchsten seiner Art weltweit.
• Das Kraftwerk speichert 17,07 Millionen Kubikmeter Wasser und verfügt über eine installierte Leistung von 1,35 Millionen Kilowatt.
• Während der Erzeugungszyklen soll die Anlage jährlich rund 1,35 Milliarden Kilowattstunden Strom liefern.
• Das Kraftwerk bietet dem Stromnetz in Ostchina Spitzenlastmanagement, Frequenzregelung, Phasenregelung und kurzfristig verfügbare Reserveleistung.
• Die Spitzenlast in Jiangsu erreichte in diesem Sommer 156 Millionen Kilowatt, wodurch lokale Speicherkapazität an Bedeutung gewinnt.
• Seit Beginn des laufenden Fünfjahresplans hat China mehr als 44,53 Millionen Kilowatt Pumpspeicherleistung hinzugefügt.
• Pumpspeicherkraftwerke helfen, schwankende Wind- und Solarenergie aufzunehmen, und verringern den Bedarf an Spitzenlast-Kohlekraftwerken.
• Die Ingenieure setzten Dichtungsbahnen und übergroße Kugelschieber ein, um die Sicherheits- und Zuverlässigkeitsanforderungen bei dieser Höhe zu erfüllen.
• China baut viele kleine, ökologisch schädliche Dämme zurück und prüft große Projekte inzwischen strenger.
• China und Indien erörtern grenzüberschreitende Wasserkraftpläne am Brahmaputra; dabei werden Transparenz und Datenaustausch gefordert.