Pumpspeicherwerk Limmern: Batterie in den Bergen

So funktioniert's

Wird ein Generator durch eine Turbine angetrieben, erzeugt er Strom. Wird dem Generator stattdessen Strom zugeführt, arbeitet er als Motor und kann eine Pumpe antreiben. Diese Eigenschaft wird im Pumpspeicherwerken genutzt. Sie dienen so der Speicherung elektrischer Energie. Dazu wird Wasser von einem Stausee in einen höher gelegenen See hinaufgepumpt. Dieses Wasser kann damit später wieder hinunter geleitet werden und Turbinen antreiben.


Pumpspeicherkraftwerke können Strom in Zeiten speichern, in denen elektrische Energie reichlich verfügbar ist. Wenn die Nachfragespitzen hoch sind, können sie den Strom wieder anbieten, indem sie das hochgepumpte Wasser turbinieren. Aus diesem Grund spricht man bei einem Pumpspeicherwerk auch von Spitzenenergie. Angesichts des begrenzten Wirkungsgrads wird die aufgenommene Energie nur zum Teil wiedergewonnen. Die Rentabilität eines Pumpspeicherkraftwerks ergibt sich vor allem aus den Preisdifferenzen am Strommarkt zwischen verschiedenen Zeitpunkten.

Unsere Anlage

Das Pumpspeicherwerk Limmern (PSWL) ist eines der bedeutendsten Ausbauprojekte von Axpo der letzten Jahre. 2,1 Mrd. Franken wurden investiert. Die Bau- und Planungszeit für das Werk betrug rund zehn Jahre, der Spatenstich erfolgte 2009. Das PSWL ist mit einer Leistung von 1000 MW eine riesige Batterie in den Glarner Alpen. Im Gegensatz zu reinen Speicherkraftwerken können Pumpspeicherwerke wie das PSWL nicht nur Spitzenenergie erzeugen. Sie können auch Stromüberschüsse, die während Schwachlastzeiten anfallen, in wertvolle Spitzenenergie umwandeln (siehe auch unter: So funktioniert’s).

Das neue, unterirdisch im Fels angelegte PSWL kann Wassser aus dem Limmernsee in den 630 Meter höher gelegenen Muttsee zurückpumpen und bei Bedarf wieder zur Stromproduktion nutzen.

Die Staumauer des Muttsees ist mit 1054 Metern die längste der Schweiz und liegt auf rund 2500 Metern über Meer. Sie ist damit auch die höchstgelegene Staumauer Europas. Den 250 000 m3 Beton – so viel wurde nämlich zum Bau der Rekord-Staumauer benötigt – steht die riesige Wassermenge von 23 Millionen m3 Wasser gegenüber, welches die Schwergewichtsstaumauer auf der Muttenalp maximal fassen kann. 

Pumpspeicherwerk Limmern von A-Z

Hier gibt es die wichtigsten Fakten zum PSWL auf einen Blick.

PSWL in Stichworten

Das PSWL wurde 2016/17 sukzessive in Betrieb genommen. Die Planungs- und Bauzeit betrug insgesamt zehn Jahre. Der eigentliche Bau dauerte rund sieben Jahre.

Der Bau des PSWL war eine logistische Meisterleistung. Insgesamt waren weit über 3000 Arbeiter von zahlreichen Ingenieurs-, Bau-, Zuliefer- und Spezialfirmen im Hochgebirge, im Untertagbau oder im Talbereich in Tierfehd beschäftigt. Rund 6000 verschiedene Pläne wurden für die Maschinen- und Transformatorenkavernen gezeichnet und nur schon die Qualitätssicherungs-Protokolle für den Stahlwasserbau füllen 870 Bundesordner. 

Das PSWL wurde mit vier reversiblen Pumpturbinen mit einer Turbinen- und Pumpleistung von je 250 MW ausgerüstet. Die Leistung des PSWL beträgt also je 1000 MW. Damit erhöhte sich die Leistung der Kraftwerke Linth-Limmern von rund 520 MW auf 1520 MW. Das entspricht leistungsmässig etwa dem Kernkraftwerk Leibstadt oder dem Wasserkraftwerk Cleuson Dixence.

Übrigens – für Spezialisten und solche die es werden wollen: Die vier Pumpturbinen drehen pro Minute mit 470 bis 530 Umdrehungen, die nominale Durchflussmenge im Turbinenbetrieb beträgt 47m3/s pro Maschine, im Pumpbetrieb sind es 40m3/s pro Maschine. 

Im PSWL stehen auch vier Generatoren zur Erzeugung des Stroms im Einsatz. Allein die darin enthaltenen Rotoren sind je 330 Tonnen schwer. Sie konnten deshalb nicht von der Fabrik auf den Berg transportiert werden, sondern wurden vom Hersteller Alstom direkt in der Maschinenkaverne zusammengestellt. 

Der Muttsee hält Rekorde. Mit einer Stauhöhe von exakt 2474 m.ü. Meer ist er der höchstgelegene Stausee Europas. Die Mauer ist 1054 Meter lang. Sie ist damit die längste Staumauer der Schweiz. Für den Bau wurden 250 000 Kubikmeter Beton benötigt, der direkt vor Ort hergestellt wurde. Das Stauvolumen des Muttsees beträgt 23 Mio. Kubikmeter Wasser.

Mit dem verbauten Beton könnte man rund 2200 Einfamilienhäuser bauen und das Volumen des aufgestauten Muttsees mit 23 Mio. m3 entspricht dem von 9200 olympischen Schwimmbecken. Mit den extra für den Bau erstellten und danach wieder rückgebauten Die Transportbahnen (Standseilbahn, Bauseilbahn 1 und 2) haben 3,5 Millionen Tonnen Material den Berg hinauf oder hinuntergebracht und rund 1,4 Millionen Passagiere befördert  

Die Staumauer Muttsee ist eine Gewichtsstaumauer. Sie weist eine Kronenlänge von 1054 Metern auf, ist im Bereich der Krone zwischen 4 und 6 Metern breit und misst am Fundament 27 Meter. Betonvolumen: 250 000 m3, max. Kapazität Grundablass 22,5 m3/s, Speichervolumen 23 Mio. Kubikmeter.

Die Staumauer Limmernsee ist eine Bogenstaumauer und 146 Meter hoch. Sie ist im Bereich der Krone 370 Meter lang und 9 Metter breit. Das Fundament misst in der Breite 25 Meter. Der Limmernsee hat ein Stauvolumen von 92 Mio. Kubikmeter.

Die Kavernenzentrale des PSWL wurde ganz im Berginnern gebaut und befindet sich rund 600 Meter vom Fuss der Staumauer Limmernsee auf rund 1700 m.ü.M.. Die Zentrale ist mit zwei Druckleitungen mit dem Muttsee verbunden und über zwei rund 500 Meter lange Unterwasserstollen mit dem Limmernsee verbunden. Der Zugang zur Kaverne erfolgt vom Tal, also von Tierfehd aus durch einen vier Kilometer langen Zugangsstollen. Darin verkehrt eine Standseilbahn.

Die Maschinenkaverne ist 149,9 Meter lang, 30,6 Meter breit und hat eine Höhe von 53 Metern. Die angrenzende Transformatorenkaverne ist etwas kleiner - Länge: 131,3 m, Breite: 21,5 m und Hohe: 24,3 m. Sie umfasst vier Maschinentransformatoren à je 280 MVA (Megavoltampere) 

Durch den Bau des PSWL erhöhte sich die Leistung der Kraftwerke Linth-Limmern (KLL) von rund 520 MW auf 1520 MW. Diese massive Leistungserhöhung machte einen Anschluss aller Anlagen des KLL an das schweizerische Höchstspannungsnetz nötig. Zu diesem Zweck wurde die bisherige 220-Kilovolt-Freileitung von Tierfehd in die Grynau bei Uznach mit einer neuen, parallel geführten 380-kV-Leitung von Tierfehd bis in die Nähe von Schwanden/Sool ergänzt. Dort wurde die Leitung mit der bereits bestehenden 380-kV-Leitung «Vorab» verbunden.

Beim Bau solcher Anlagen wird im Sinn einer nachhaltigen Tätigkeit stets auch auf die Umwelt geachtet. Die mit der Konzession verbundenen Umweltmassnahmen wurde im Rahmen einer Umweltverträglichkeitsprüfung und einer Schutz- und Nutzungsplanung in enger Zusammenarbeit mit den Behörden und Naturschutzorganisationen definiert und umgesetzt. Nach Fertigstellung des Projekts wurden viele dazu notwendige Installationen wie das Containerdorf oder die Transportseilbahnen zurückgebaut, die für den Bau notwendigen Flächen renaturiert.

Zusätzlich zum Pumspeicherwerk Limmern gehören auch die Kraftwerke Tierfehd und Linthal zu den Anlagen der Kraftwerke Linth-Limmern AG (KKL).

  • Das Kraftwerk Tierfehd besteht aus zwei Stufen. Die eine Stufe verarbeitet das Wasser aus dem Limmernsee, die andere das Wasser aus dem Ausgleichsbecken Hintersand. Die Kraftwerkstufe Limmern hat eine Leistung von 306 MW, die Kraftwerkstufe Hintersand eine von 46 MW. Nach der Stromproduktion fliesst das Wasser in das Ausgleichsbecken Tierfehd. Das Wasser aus dem Ausgleichsbecken Hintersand kann bei geringer Stromnachfrage auch in den Limmernsee umgelagert werden.
  • Das Pumpspeicherwerk Tierfehd, das 2009 den Betrieb aufnahm, benutzt das bestehende Drucksystem Limmern. Die Maschinengruppe verfügt über eine maximale Leistung von 138/131 MW im Turbinen/Pumpbetrieb.
  • Das Kraftwerk Linthal nutzt das Gefälle zwischen Tierfehd und Linthal. Es hat eine Leistung von 34 MW. Nach dem Kraftwerk fliesst das Wasser in das Ausgleichsbecken Linthal und von dort zurück in die Linth.

Jahrhundertwerk im Glarner Kalk

Rudolf Hug, ehemaliger Axpo-Verwaltungsrat und leidenschaftlicher Fotograf, veröffentlichte im 2019 sein neuestes Buch «Jahrhundertwerk im Glarner Kalk». Es beschreibt die Entstehungsgeschichte und den Betrieb des Pumpspeicherwerks Limmern. Eindrückliche Bilder unterstreichen über 156 Seiten die Bedeutung dieses Pionierprojekts.

Hier bestellen   ISBN: 978-3-9524084-7-6

Videos zum Pumpspeicherwerk

Verfolgen Sie den Bau des Pumpspeicherwerks Limmern im Zeitraffer

Alle Videos zum Pumpspeicherwerk Limmern gibt es hier.

Und übrigens: Das Pumpspeicherwerk Limmern können Sie auch besuchen. Hier finden Sie alle Informationen und die Anmeldung.

Factsheet und Fotos vom Pumpspeicherwerk Limmern

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