Eine neuartige Flüssigkeit könnte die gängigste Art der Energiespeicherung effizienter machen

Kann man Wasserkraft auch ohne Wasser speichern? Ein britisches Startup möchte das gesamte Potenzial der Pumpspeicherkrafttechnologie in der Wasserkraft ausschöpfen.

Autor Mark Newton:

Übersetzung Luisa Ilse, 10.04.23

Damit erneuerbare Energien auch weiterhin eine wichtige Rolle im Kampf gegen die Klimakrise spielen können, müssen günstigere und effizientere Lösungen zur Speicherung der gewonnenen Energie entwickelt werden.

Es gibt bereits verschiedene Ansätze zur Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien. Dazu gehört die Speicherung von Energie in Form von Wärme in Stein oder Salz, in großen Schwungrädern und durch das Anheben von Gewichten in stillgelegten Bergwerksschächten. Die einfachste Möglichkeit zur Energiespeicherung scheinen jedoch nach wie vor große Lithium-Ionen-Batterien zu sein, die mit hohen Kosten und dem Abbau von Metallen wie Kobalt und Lithium verbunden sind.

Ein britisches Startup möchte eine günstigere, effizientere und bequemere Methode entwickeln. RheEnergise möchte die Art und Weise der Pumpspeicherung von Wasserkraft, eine der am weitesten verbreiteten Formen der Energiespeicherung von erneuerbarer Energie, neu gestalten.

Bei der Pumpspeicherung wird das Wasser in Zeiten mit geringem Strombedarf durch entsprechend günstige erneuerbare Energie den Berg hinaufgepumpt und später bei höherer Stromnachfrage durch Turbinen den Berg hinuntergeleitet und in Strom umgewandelt. Überschüssige Energie in Form von hinaufgefördertem Wasser wird in Stauseen gespeichert, die in den Berg eingelassen sind.

Gegenwärtig machen Pumpspeicher rund 90 Prozent der mechanischen Speicherlösungen weltweit aus – aber wie bei allen Konzepten gibt es auch hier Herausforderungen. Zum einen sind umfangreiche Bau- und Konstruktionskosten sowie Erdaushub und das Aufstauen und Umleiten von Wasser erforderlich. Zum anderen sind besondere geografische Gegebenheiten erforderlich, insbesondere Hügel, die hoch und steil genug sind, um genügend Energie zu erzeugen, damit sich das System rentiert. Obwohl eine australische Studie weltweit 616.000 potenziell geeignete Standorte lokalisiert hat, schränken die geforderten geografischen Voraussetzungen die Verbreitung von Pumpspeicherkraftwerken ein.

Der Ansatz von RheEnergise besteht darin, eines der kritischsten Elemente – das Wasser – grundlegend zu verändern. Anstelle von Wasser hat das Team von RheEnergise R-19 entwickelt, eine umweltfreundliche mineralhaltige Lösung, die etwa 2,5-mal dichter ist als Wasser. Durch die Verwendung dieser Flüssigkeit in den Reservoirs wird mehr Druck auf die Turbinen ausgeübt, was zu einer höheren Leistungsausbeute führt. Ein wesentlicher Vorteil besteht darin, dass die Anlagen kleiner gebaut und auf niedrigeren Hügeln installiert werden können, da der Strom effizienter erzeugt wird.

So hängt die Erhöhung der Dichte mit einer Erhöhung der Leistung und einer Verkleinerung des Systems zusammen. Da die Flüssigkeit eine etwa doppelt so hohe Dichte hat, erzeugt sie auch etwa doppelt so viel Energie wie unter Verwendung von Wasser; das bedeutet, dass die Rohre und Reservoirs nur halb so groß sein müssen. Dementsprechend können auch halb so hohe Berge wie bei konventionellen Pumpspeicherkraftwerken genutzt werden, wodurch allein in Großbritannien 6.500 neue Standorte erschlossen werden könnten. Insgesamt könnte dies zu einer Senkung der Baukosten, die in der Regel 65 Prozent eines jeden Pumpspeicherprojekts ausmachen, und zu geringeren Eingriffen in die Natur führen.

RheEnergise Demonstration Day – Canada von RheEnergise: Stephen Crosher auf Vimeo.

Im Sommer 2022 wurde das leistungssteigernde Potenzial von R-19 bei Experimenten bestätigt. Aktuell arbeitet das RheEnergise-Team an einem Vorführmodell in der Nähe von Plymouth in Großbritannien. Das derzeitige Ziel ist die Entwicklung einer ersten 5-Megawatt-Anlage im Netzmaßstab bis 2026. Zukünftig soll laut RheEnergise dank der neuartigen, dichteren Flüssigkeit die Leistung moderner Pumpspeicherkraftwerke auf bis zu 50 Megawatt hochskaliert werden können – doch das wird sich erst noch zeigen müssen. Damit die Energiewende rasch umgesetzt werden kann, sind in jedem Fall weitere Speicherlösungen für erneuerbare Energien gefragt.

Deep Green beheizt mit Rechenzentren Schwimmbäder

Aus Abwärme von Rechenzentren wird warmes Badewasser in Schwimmbädern. Das reduziert CO2-Emissionen und hält öffentliche Einrichtungen trotz steigender Energiekosten über Wasser.

eFriends
eFriends – Strom mit den Nachbarn teilen

Bei eFriends wird der Strom regional, nachhaltig und zu fairen Preisen produziert und geteilt – eine Community, ein Stromanbieter, eine Lösung.

Solar panels
© Unsplash-Lizenz
Eine echte Alternative: Perowskite in der Solarzellen-Technologie

Herkömmliche Solarzellen sind auf knappe Silizium-Ressourcen aus dem Bergbau angewiesen. Was wäre, wenn es eine umweltfreundlichere Lösung gäbe? Perowskit-Tandemsolarzellen sind effizient und einfach herzustellen.

solar panel on house
© Vivint Solar/ Unsplash-Lizenz
Erneuerbare Energien in Europa mithilfe eines geografischen Informationssystems stärken

Ein neues Instrument der EU soll bei dem Umstieg auf erneuerbare Energien unterstützen.

Mikro-Wasserkraftwerk: Energyfish generiert saubere Energie mit geringem Umwelteinfluss

Die kleinen Wasserkraftwerke sind schnell und einfach in Flüssen installiert und liefern kontinuierlich saubere Energie.

RESET
„Wahl-o-Mat“ für die Energiewende: Cleveres Online-Tool bringt euch zum passenden Projekt

Obwohl viele Menschen die Ziele einer Energiewende unterstützen, beteiligen sich nur wenige an Projekten und Initiativen. Das Online-Tool „Energiewende-O-Mat“ will das ändern.

Europe map
© KOBU Agency/ Unsplash-Lizenz
Erneuerbare Energien mittels Kartierungs-Tool voranbringen

Das EU-Labor für Energie- und Industriegeografie hat einen neuen Weg geschaffen, um die Mitgliedstaaten bei der Erschließung neuer Flächen für erneuerbare Energien zu unterstützen – und so das volle Potenzial auszuschöpfen.

A2EI_solar_technician
A2EI
Solarenergie in Afrika: „Wenn wir das eigentliche Problem nicht kennen, wird die Lösung wahrscheinlich eine falsche sein.“

Das gemeinnützige Access to Energy Institut (A2EI) will so viele Menschen wie möglich in Afrika mit Solarstrom versorgen – und setzt dazu auf eine umfassende, datengetriebene Problemanalyse und optimierte Lösungen.