Der Akku am Hang: Die Technik-Evolution des Koepchenwerks
Das Koepchenwerk in Herdecke: Wie Arthur Koepchen die deutsche Verbundwirtschaft erfand und warum das Denkmal heute mit Audi-Akkus für die Zukunft probt.
Koepchenwerk in Herdecke: Die markanten Druckrohre der historischen Anlage am Hengsteysee stehen für den frühen Einsatz der Pumpspeicherung – heute ergänzt durch ein modernes Schachtkraftwerk im Hintergrund.
Foto: picture alliance / imageBROKER | Stefan Ziese
Vier massive Stahlrohre prägen die Silhouette des Ardeygebirges über dem Hengsteysee. Wer diese Landmarke betrachtet, sieht ein frühes Großprojekt der Energiewirtschaft. Das Koepchenwerk in Herdecke steht für eine Phase, in der Ingenieurinnen und Ingenieure begannen, Elektrizität im industriellen Maßstab zu speichern.
Inhaltsverzeichnis
- Die Vision der Stromveredelung
- Standortwahl und geologische Voraussetzungen
- Bauphase (1927–1930): Arbeiten am Steilhang
- Technik der ersten Generation
- Architektur der „Neuen Sachlichkeit“
- Ziel im Zweiten Weltkrieg
- Die Havarie von 1980
- Koepchenwerk II: Technik im Fels
- Modernisierung und neue Speichertechnik
- Industriekultur und neue Nutzung
- Mehr als ein Technikdenkmal
Die Vision der Stromveredelung
Nach dem Ersten Weltkrieg war die deutsche Stromversorgung stark fragmentiert und technisch ineffizient. Arthur Koepchen, technischer Vorstand der RWE, trieb ab 1917 die Vernetzung der Kraftwerksstandorte voran. Sein Ziel war eine überregionale Stromversorgung, die große Industriezentren zuverlässig versorgen konnte. Doch die Vernetzung machte ein zentrales Problem sichtbar: die geringe Flexibilität der thermischen Kraftwerke.
Die Braunkohlekraftwerke im Rheinland arbeiteten am effizientesten unter konstanter Last. Die Schwerindustrie im Ruhrgebiet verlangte jedoch stark schwankende Leistungen. Tagsüber liefen Walzstraßen und Hochöfen unter Volllast, nachts brach die Nachfrage ein. Dieses ständige Hoch- und Herunterfahren der Dampfkessel erhöhte den Brennstoffverbrauch und belastete das Material durch thermische Spannungen.
Koepchen konzipierte das Pumpspeicherkraftwerk als „Momentanreserve“. In der Nacht nutzte das System überschüssigen Strom, um Wasser in ein Oberbecken zu fördern. Bei Lastspitzen am Tag wurde diese Energie wieder abgerufen. Damit etablierte sich das Prinzip der Stromveredelung.
Standortwahl und geologische Voraussetzungen
Die Suche nach einem geeigneten Standort erwies sich als schwierig. Frühere Planungen am Laacher See scheiterten am Widerstand der Bevölkerung. In Herdecke fanden die Planenden schließlich passende Bedingungen.
Das Ardeygebirge bietet eine Fallhöhe von rund 160 Metern über dem Wasserspiegel des Hengsteysee. Der Untergrund besteht aus Ruhr-Sandstein aus dem Karbon. Dieses Gestein ist tragfähig, erschwerte aber die Abdichtung des Oberbeckens. Fachleute mussten eine mehrschichtige Betonkonstruktion entwickeln, um Wasserverluste zu verhindern.
Ein weiterer Faktor war die Kooperation mit dem Ruhrverband. Dieser plante den Hengsteysee als Staubecken zur Wasserreinigung. Die Nutzung als Unterbecken für das Kraftwerk reduzierte die Baukosten und vereinfachte die Umsetzung.
| Technische und wirtschaftliche Rahmenbedingungen | Details |
| Hauptproblem | Lastschwankungen im Stromnetz |
| Lösungsansatz | Pumpspeicherung |
| Geologie | Ruhr-Sandstein (Karbon) |
| Leistung (1930) | 132 MW |
| Speichervolumen | 1,53 Mio. m³ |
Bauphase (1927–1930): Arbeiten am Steilhang
1927 begannen die Bauarbeiten. Zeitweise arbeiteten rund 2000 Menschen gleichzeitig an der Anlage.
Der Bau am Steilhang stellte hohe Anforderungen an die Logistik. Für den Transport schwerer Bauteile wurde eine Standseilbahn errichtet. Das Oberbecken wurde direkt in den Bergrücken integriert. Es fasst etwa 1,53 Millionen Kubikmeter Wasser und ermöglicht einen Volllastbetrieb von rund vier Stunden.
Damit wird klar: Das Kraftwerk war für Lastspitzen ausgelegt, nicht für die dauerhafte Stromversorgung. Parallel dazu lief ein Wettbewerb mit dem Pumpspeicherwerk Niederwartha bei Dresden. Während dort 1929 die erste Maschine anlief, ging das Koepchenwerk am 28. Januar 1930 vollständig mit 132 MW in Betrieb.
Technik der ersten Generation
Das ursprüngliche Koepchenwerk I galt zur Bauzeit als technisch führend. In der rund 160 Meter langen Maschinenhalle standen vier identische Maschinensätze.
Die Funktionen waren getrennt organisiert. Jeder Satz bestand aus:
- Francis-Turbine
- Motorgenerator
- Kupplung
- Hochdruckpumpe
Die Kupplung sorgte dafür, dass die Pumpe im Turbinenbetrieb nicht mitlief. Dadurch wurden Reibungsverluste reduziert. Der Gesamtwirkungsgrad lag bei etwa 65 %.
| Technische Daten (Koepchenwerk I) | Wert |
| Einheiten | 4 |
| Leistung Turbine | 132 MW |
| Pumpenleistung | 106,8 MW |
| Drehzahl | 300 U/min |
| Wirkungsgrad | ca. 65 % |
Ein markantes Element sind die vier genieteten Druckrohre mit bis zu 3,20 Metern Durchmesser. Sie leiten das Wasser vom Oberbecken zu den Turbinen und prägen bis heute das Erscheinungsbild.
Architektur der „Neuen Sachlichkeit“
Das Maschinenhaus folgt den Prinzipien der Neuen Sachlichkeit. Die Gestaltung verzichtet auf dekorative Elemente und konzentriert sich auf Funktion und Klarheit.
Große Fensterflächen sorgen für Tageslicht in der Halle. Die Architektur macht die Technik sichtbar, ohne sie zu überhöhen. Gebäude und Anlagen bilden eine funktionale Einheit.
Ziel im Zweiten Weltkrieg
Wegen seiner Bedeutung für die Energieversorgung stand das Kraftwerk im Zweiten Weltkrieg auf den Ziellisten der Alliierten. Tarnnetze sollten die Anlage vor Luftangriffen schützen.
Trotz dieser Maßnahmen kam es zu Schäden. Nach der Zerstörung der Möhnetalsperre 1943 erreichte eine Flutwelle auch das Koepchenwerk. Wasser und Schlamm setzten die Maschinen außer Betrieb. Erst nach aufwendiger Reinigung konnte der Betrieb wieder aufgenommen werden.
Die Havarie von 1980
Über Jahrzehnte arbeitete das Werk zuverlässig im Wechselbetrieb. Im Dezember 1980 kam es jedoch zu einem schweren Schaden.
Beim Anfahren einer Pumpe riss das Spiralgehäuse. Die Untersuchungen zeigten, dass auch andere Maschinensätze Ermüdungserscheinungen aufwiesen. Ein sicherer Weiterbetrieb war nicht mehr möglich.
RWE stand vor einer Entscheidung: Reparatur oder Neubau. Die Wahl fiel auf ein neues Kraftwerk.
Koepchenwerk II: Technik im Fels
Das neue Werk wurde zwischen 1985 und 1989 errichtet. Es unterscheidet sich technisch grundlegend von der Altanlage.
Schachtkraftwerk
Die gesamte Maschinentechnik liegt rund 50 Meter tief im Fels. Diese Bauweise reduziert die Kavitationsgefahr, also die Bildung und den Kollaps von Dampfblasen an den Turbinenschaufeln. Gleichzeitig sinken Lärm und Platzbedarf an der Oberfläche.
Reversible Pumpturbine
Das neue Kraftwerk arbeitet mit einer einzigen Maschine, die beide Betriebsarten übernimmt. Sie erzeugt Strom oder pumpt Wasser, je nach Bedarf.
| Vergleich | Altanlage | Neubau |
| Maschinen | 4 | 1 |
| Bauform | oberirdisch | Schachtkraftwerk |
| Wasserführung | sichtbar | unterirdisch |
| Wirkungsgrad | ~65 % | ~80 % |
| Startzeit | ~100 s | ~60–70 s |
Die Leistung lag zunächst bei rund 152 MW und wurde später erhöht.
Modernisierung und neue Speichertechnik
Auch im 21. Jahrhundert wurde der Standort weiterentwickelt. 2007 investierte RWE rund 25 Millionen Euro in die Modernisierung der Anlage. Ein neuer Frequenzumrichter sorgt dafür, dass der Maschinensatz ohne starke Stromspitzen anlaufen kann.
2016 wurde die Staumauer des Oberbeckens erhöht. Dadurch stieg das Speichervolumen um mehr als 100.000 Kubikmeter.
Zusätzlich wurde ein Batteriespeicher aus gebrauchten Lithium-Ionen-Akkus installiert. Diese stammen aus E-Autos von Audi. Dieser reagiert deutlich schneller als die Turbine und stabilisiert das Netz im Millisekundenbereich.
Industriekultur und neue Nutzung
Die Altanlage wurde 1994 stillgelegt und steht seit 1986 unter Denkmalschutz. Heute ist sie Teil der Route der Industriekultur.
Am Hang zwischen den Druckrohren wächst inzwischen Wein. Rund 1200 Reben nutzen die warme Lage am Südhang. Die Stahlrohre und der Fels speichern Wärme und schaffen ein geeignetes Mikroklima. Besucher können die Maschinenhalle besichtigen und die Technik aus der Nähe erleben.
Mehr als ein Technikdenkmal
Das Koepchenwerk ist kein bloßes Technikdenkmal. Es zeigt, wie lange die Energiewirtschaft schon nach verlässlichen Speichern sucht.
Das Prinzip ist über 100 Jahre alt – und heute wieder hoch relevant. Pumpspeicherkraftwerke liefern schnell verfügbare Energie und gleichen kurzfristige Schwankungen im Netz aus.
Herdecke zeigt, dass bestehende Infrastruktur auch in einem modernen Energiesystem eine wichtige Rolle spielen kann.
Ein Beitrag von:
