Der Aufstieg der Speicher auf die Berggipfel

Schwerkraftbasierte Speicher funktionieren sehr ähnlich wie Pumpspeicher: Sie transportieren eine Art von Masse von einem unteren zu einem oberen Standort und wieder zurück. Die Aufwärtsbewegung dient als Ladephase, die Abwärtsrichtung für die Entladung.

Dieses Prinzip impliziert auch, je höher der obere Punkt ist, desto mehr und günstiger lässt sich die Energie speichern. Darauf basierend hat eine Gruppe österreichischer Forscher die Mountain Gravity Energy Storage (MGES) – also schwerkraftbasierte Speicher in den Bergen – vorgeschlagen. Dies ist ein neues Konzept für die gravitationsbasierte Speicherung, das mit Wasserkraft kombiniert werden kann und sich ideal für kleine Inseln und abgelegene Orte eignet, wo der Bedarf an Energiespeicherung mit einer Kapazität von 1 bis 20 Megawatt und Energiespeicherzyklen von sieben Tagen bis drei Jahren haben.

In dem Papier „Mountain Gravity Energy Storage“ erklären die Forscher des International Institutes for Applied Systems Analysis (IIASA), dass die neue Lösung die Lücke zwischen bestehenden Kurz- und Langzeitspeichertechnologien schließt. Sie sei bereits ausgereift und werde in verschiedenen Sektoren wie der Bau-, Freizeit- und Bergbauindustrie eingesetzt. Die Kosten für die gespeicherte Energie lägen zwischen 50 und 100 US-Dollar pro Megawattstunde bei Kosten von ein bis zwei Millionen Dollar pro installiertem Megawatt.

Die Technologie besteht aus zwei Kränen, einer auf dem unteren Speicherplatz und einer auf dem oben gelegenen Punkt sowie einem Elektromotor, der wie bei einem Skilift die Masse, die Sand oder Kies sein kann, vom unterem zum oberen Punkt transportiert und anschließend die Masse auch wieder zur Entladung freigibt. „Die horizontale Stange des Krans am oberen und unteren Lagerplatz bewegt sich je nach Speicherbedarf auf und ab, um die Effizienz des Systems zu maximieren und die Kabelstränge so zu halten, dass der Prozess ordnungsgemäß funktionieren kann, ohne die Länge des Kabels im System ändern zu müssen“, erklärten sie weiter.

Ihrer Ansicht nach könnten MGES-Anlagen so ausgelegt sein, dass sie Energie für Monate oder ein Jahr speichern und eine kleine, aber konstante Menge an Energie über einen langen Zeitraum erzeugen. „Diese kleine, aber konstante Stromerzeugung könnte mit anderen Speichertechnologien, wie beispielsweise Batterien, kombiniert werden, um die kurzfristigen Schwankungen des Strombedarfs, der Solar- und Windkrafterzeugung auszugleichen“, erklärte das Forschungsteam weiter. „Bergregionen, in denen das Potenzial für MGES höher ist, begünstigen jedoch die Windkraft zum Nachteil von Photovoltaik-Projekten“, fügten sie hinzu.

Die Autoren behaupten auch, dass diese Technologie aufgrund des begrenzten Platzbedarfs für Krane und Speicherplätze nur sehr geringe visuelle und ökologische Auswirkungen hat.

In den zurückliegenden Monaten präsentierte das US-Unternehmen Energy Vault eine schwerkraftbasierte Speichertechnologie, die auf einem Kran mit massiven Betonsteinen von je 35 Tonnen Gewicht basiert. Das Prinzip ist gleich wie bei den MGES-Projekten, wobei die Betonsteine Sand oder Kies ersetzen. Der Kran orchestriert den Energiespeicherturm und die Stromaufnahme und -abgabe unter Berücksichtigung einer Vielzahl von Faktoren, einschließlich der Volatilität von Energieangebot und -nachfrage, Wettereinflüssen und anderen Variablen wie Trägheit und Systemablenkung, erklärte das Unternehmen. „Energy Vault wird seine Technologie 2019 den ersten 35 Megawattstunden-Speicherturm in Norditalien demonstrieren“, hieß es weiter.