Das Team um Julian Hunt vom Internationalen Institut für Angewandte Systemanalyse (IIASA) in Laxenburg (NÖ) erforscht bereits seit einigen Jahren intensiv, wie überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energiequellen aufbewahrt werden kann. Da Wind- oder Solaranlagen nicht immer dann am meisten Strom produzieren, wenn dieser auch benötigt wird, kommt Speichertechnologien im Rahmen der Energiewende eine große Bedeutung zu.
So könnte etwa überschüssige Energie dazu genutzt werden, in Hochhäusern Lasten über Aufzüge nach oben zu bringen, um sie beim Abwärtsfahren wieder nutzbar zu machen, wie das Team vor wenigen Monaten in einer Arbeit darlegte. Die potenzielle Energie der hoch oben deponierten Gewichte würde dann über Bremssysteme genützt, über die die Energie des herabfahrenden Aufzugs zum großen Teil wieder in Elektrizität umgewandelt wird – der Vorgang wird als regeneratives Bremsen bezeichnet.
Speicher für magere Zeiten
Dem Gedankengang folgt auch die von den IIASA-Forschern entwickelte unterirdischer Schwerkraft-Energiespeicherung (UGES): Ist der Energiepreis gerade hoch, wird hier ebenfalls Sand über Aufzüge in aufgelassene Minen möglichst tief unter die Erde abgesenkt und über regeneratives Bremsen Strom erzeugt. Ist der Strom dann später gerade günstig, werden die Lasten von Elektromotoren angetrieben wieder aus den Tiefspeichern nach oben gehoben und die darin gespeicherte potenzielle Energie für magerere Zeiten gespeichert.
Der große Vorteil aufgegebener Minen liege darin, dass es dort bereits die benötigte grundlegende Infrastruktur – die unterirdischen Schächte, die Liftanlagen und einen Stromnetzanschluss – gibt. Das „reduziert die Kosten und erleichtert das Einrichten von UGES-Anlagen“, so Hunt in einer Aussendung zu der Fachmagazin „Energies“ erschienenen Studie. Zudem ließen sich die für die regionale Wirtschaft oft sehr wichtigen Anlagen auf diese Weise mit anderer Zweckwidmung weiter nützen. Nicht alle Arbeitsplätze gingen so verloren.
Keine Verluste
Je tiefer die Anlage und je breiter die Schächte zum Einfahren in die Mine, desto höher ist die Speicherkapazität. Im Gegensatz zum Strom Speichern in Batterien komme es beim Speichermedium Sand nicht zu Verlusten durch Selbstentladung über längere Zeitspannen hinweg.
Die Wissenschafter schätzen das weltweite Stromeinlagerungspotenzial mittels UGES auf 7 bis 70 Terawattstunden. Zum Vergleich: Die Produktion an Solarstrom in der gesamten EU in den warmen Monaten des vergangenen Jahres wird auf etwas weniger als 100 Terawattstunden geschätzt. Die meisten Anlagen könnten in Ländern mit besonders vielen aufgelassenen Minen, wie China, Indien, Russland oder den USA entstehen, schreiben die Wissenschafter in ihrer Arbeit.