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Speicher-Türme : Haben Schweizer das größte Problem sauberer Energie gelöst?

Windparks können Strom billiger produzieren als Gas- oder Kohlekraftwerke. Doch bisher konnte man ihren Strom nicht solange speichern, bis der Kunde ihn wirklich benötigt. Eine Schweizer Firma hat eine Lösung – ein riesiges Mobile aus Betonklötzen.

Dieser Kran zieht die Blöcke in die Höhe.

Dieser Kran zieht die Blöcke in die Höhe.

Gas- und Kohlekraftwerke können genau dann in der Leistung hochgefahren werden, wenn besonders viel Strom benötigt wird. Sinkt der Verbrauch, produzieren sie weniger Energie.  Bei der sauberen, erneuerbaren Energie ist das leider nicht so. Solarstrom gibt es, wenn die Sonne scheint, abends sieht es mit der Energieerzeugung im wahrsten Sinne zappenduster aus. Ähnlich die Windenergie: Bei Flaute stehen ganze Parks still.

Öko-Strom ist billiger 

International können Windkraftwerke inzwischen Energie billiger herstellen als fossile Kraftwerke. Die größte Frage der Energiewende lautet daher: Wie kann man diese natürliche Energie speichern? Angedacht im Labor sind zahlreiche Varianten. Im großen Maßstab erprobt ist nur eine einzige: Überschüssige Energie wird verwandt, um spezielle Wasserkraftwerke rückwärts laufen zu lassen. Sie pumpen Wasser in einen hoch gelegenen Stausee, bei Strombedarf stürzt dieses Wasser dann zu Tal, und treibt die Turbinen des Kraftwerks an. 

Meister dieser Technik sind die Schweizer, denn dort gibt es zahlreiche hoch gelegene Stauseen, die sich eignen, diese Energie zu speichern. Wie kann man dieses Prinzip nutzen, wenn kein Gebirge und kein See vorhanden ist, fragte sich die Schweizer Firma Energy Vault und präsentiert eine Lösung für das globale Problem: Es ist ein gigantischer Turm in dem riesige Metallblöcke an Kabeln bewegt werden. Das Video demonstriert das System. 

Erstaunliche Leistungsdaten

Mit der Windenergie werden die Blöcke in die Höhe gehievt, dann werden sie an Stahlseilen wieder herabgelassen und aus ihrer Fallenenergie erneut Strom gewonnen.  Die Speicherenergie des Systems ergibt sich aus Gravitationskraft, Fallhöhe und Masse der Blöcke. Bewegt wird das Mobile aus Quadern von einem sechsarmigen Kran. Der Turm ist 33 Stockwerke hoch und benötigt die Fläche eines Fußballfeldes. Insgesamt werden 5000 Betonblöcken bewegt. Das ganze wird von Algorithmen gesteuert, damit die Lade- und Entladebewegung möglichst effizient ablaufen.

Weiterer Vorteil des Systems: "Diese Türme werden typischerweise in der Nähe von Windparks oder Solaranlagen errichtet", sagte Robert Piconi, der Geschäftsführer von Energy Vault, zu "Tech Crunch". Der Strom muss also nicht über das Netz an einen entfernten Speicherort gebracht werden. Ebenso speist der Turm seine Energie über den vorhandenen Anschluss des Windparks in das Stromsystem ein.

"Vor einigen Jahren wurde uns klar, wie wichtig die Speicherung sein würde", so Piconi. Die drei Gründer untersuchten mehrere Wege, um die Idee mit den Stauseen auf andere Materialien zu übertragen. "Wir haben uns zuerst einen Stahlturm angesehen, aber das war zu teuer. Wir dachten dann daran, Wasser in einem Turm zu pumpen, aber dort hatten wir Effizienzprobleme. Dann erst kamen wir zu den Betonsteinen und dem Kran."

Ein einzelner Turm hat eine Kapazität von 35 Megawattstunden, dabei kann er eine Leistung von 4 Megawatt abgeben. Die Latenz ist sehr kurz. In nur Millisekunden startet der Turm, in 2,9 Sekunden kann der Turm seine Abgabe auf 100 Prozent hochfahren. Das Hochheben und Absenken der Blöcke und die Verwandlungskette von Strom zu gespeicherter Energie zu Strom soll laut Energy Vault sehr wenig Verluste mit sich bringen. Die Firma gibt eine Effizienz von 90 Prozent an.

Höhere Lebensdauer als Akku-Technik

Ein weiterer Vorzug des Systems ist die lange Lebenszeit von 30 bis 40 Jahren. Die lange Lebensdauer ist wichtig, damit ein Speichersystem überhaupt einen vertretbaren ökologischen Fußabdruck hinterlässt. Ein moderner Lithium-Ionen Akku hält zwar auch bis zu 15 Jahren, verträgt aber nur etwa 1000 Ladezyklen, bevor seine Leistung merklich abfällt. Im Betrieb so einer Anlage wäre der Akku nach drei Jahren verschlissen. 

Die Energie-Türme sind mehr als nur eine Planungsidee. Neben dem Hauptsitz des Unternehmens in Lugano steht eine kleine Demonstrationsanlage, um Kunden die Machbarkeit zu zeigen. Das erste 35-MWh- System soll 2019 in Indien für The Tata Power Company eingesetzt werden. Damit kann der Tagesbedarf von 35.000 Vier-Personen-Haushalten komplett zwischengespeichert werden. 

Das System ist vergleichsweise billig. Ein Turm soll höchstens acht Millionen Dollar kosten. Energy Vault und der Geldgeber Idealab Inkubator aus Pasadena, Kalifornien, gehen von einer stürmischen Geschäftsentwicklung aus. Geschäftspartner Cemex, einer der größten Zementhersteller der Welt, sieht in den Türmen eine "disruptive" Technologie, die die Spielregeln der Energieherstellung grundlegend ändern wird. In den nächsten zwei Jahren sollen zwischen 500 MWh und einem GWh Speicherkapazität gebaut werden. Das entspricht 14 bis 29 Türmen. 

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