Alphabet Inc., die Konzernmutter von Google, entwickelt in ihrer „Moonshot Factory“, die einfach als X bekannt ist, innovative Technologien. Einige der dort entwickelten Ideen werden als nicht kommerziell nutzbar verworfen, während andere in großem Rahmen in die Praxis umgesetzt werden. Wir haben bei RESET bereits über die Projekte Loon (Ballons, die ländliche Gebiete Kenias mit Internet versorgen) und Makani (Drohnen, die mittels Rotoren in der Luft Energie erzeugen) berichtet.
Das jüngste Projekt, das inzwischen zu einem geförderten Unternehmen geworden ist, nennt sich Malta. Da die Breakthrough Energy Coalition, eine Kooperation von namhaften vermögenden Privatpersonen, u.a. Bill Gates, Jeff Bezos und Jack Ma, erhebliche finanzielle Mittel für das Projekt bereitstellt, ist Malta inzwischen aus dem Lab ausgezogen.
Ziel des Projekts ist es, eine Batterie für das Stromnetz zu entwickeln, mit der erneuerbare Energie – aus Sonne oder Wind – für die spätere Nutzung gespeichert werden kann.
Hierfür wird in einem ersten Schritt erneuerbare Energie in Form von Strom aus dem Netz gewonnen und an das Energiesystem von Malta weitergeleitet. Der Strom wird dann an eine Wärmepumpe, in diesem Fall einen Brayton-Wärmeerzeuger, abgegeben. Dabei wird sowohl ein heißer als auch ein kalter Luftstrom erzeugt, wodurch eine Temperaturdifferenz entsteht. Die beiden Luftströme werden in separate Behälter geleitet und als thermische Energie gespeichert – die Wärme in geschmolzenem Salz und die Kälte in einer einem Frostschutzmittel ähnlichen Flüssigkeit.
Wird im Stromnetz Energie benötigt, erzeugt die Verbindung der beiden Flüssigkeiten einen Strom mit hoher Fließgeschwindigkeit, vergleichbar mit Hochdruckdampf, mit dem eine Turbine zur Stromerzeugung angetrieben werden kann. Auf diese Weise wird eine kontrollierte, umkehrbare und kostengünstige Energieerzeugung ermöglicht, wenn Bedarf danach besteht. Das geschmolzene Salz bleibt viele Stunden lang glühend heiß, während die kalte Flüssigkeit so entwickelt wurde, dass sie bei Temperaturen unter dem Gefrierpunkt verbleibt, wobei die Elemente mehrfach wiederverwendet werden können – laut Malta bis zu 20 Jahre lang.
Das Projekt basiert auf den Forschungsarbeiten von Robert Laughlin, einem mit dem Nobelpreis ausgezeichneten Physiker, dessen technischen Erkenntnisse 2017 im Journal of Renewable and Sustainable Energy veröffentlicht wurden. Zwar war das Konzept aus dem Bereich der Thermodynamik bereits bekannt, doch wegen Verlusten und entsprechenden Kosten konnten sich meist andere Energiespeichersysteme durchsetzen.
„Die Wärmeleitphysik ist jedem bekannt, der sie im Studium gründlich erforscht hat“, so Julian Green, ehemaliger Produktmanager des Malta-Projektes, gegenüber Bloomberg. „Der Trick ist, es bei den richtigen Temperaturen und mit preiswerten Materialien zu machen. Das ist wirklich überzeugend.“
Der Ansatz von Malta eröffnet eine große Palette von Ideen für die Energiespeicherung und in einer Größenordnung im Megawatt-Bereich. Um die Wirksamkeit des Projekts unter Beweis zu stellen, soll nun eine Versuchsanlage gebaut werden.
Einzigartige Energiespeichersysteme
Um Energiespeicherung besteht eine riesige Industrie. Einen der einfachsten Ansätze, der derzeit im Einsatz ist und weltweit umgesetzt wird, bietet der Pumpspeicher: In Phasen mit günstigerem Strom bzw. erhöhtem Angebot wird Wasser bergauf in einen Hochgebirgsdamm gepumpt. Bei höherem Energiebedarf strömt das Wasser durch Turbinen nach unten und erzeugt dabei Strom aus Wasserkraft. Dazu sind zwei oder mehr Dämme in unterschiedlichen Höhen erforderlich, die natürlich vorkommen oder gebaut werden können.
Es gibt aber auch neue, ungewöhnliche Ideen zur Energiespeicherung, darunter ein Projekt des Fraunhofer-Instituts, bei dem riesige Betonkugeln auf dem Meeresboden als die Stromspeicher getestet werden. Im direkter Konkurrent von Malta ist 1414 Degrees, ein in Australien börsennotiertes Unternehmen, das Wärmeenergie in geschmolzenem Salz für eine spätere Stromerzeugung speichert und gleichzeitig darauf abzielt, die gespeicherte Wärme für Fernwärme oder in der industriellen Fertigung oder sogar in Gewächshäusern zu nutzen.
Bezüglich der ersten Pilotanlage von Malta gibt es bisher kaum Details. Man erwartet, dass sie sich im Megawattbereich bewegen wird, aber um letztendlich zu einer kostengünstigen und zuverlässigen Speichermethode für erneuerbare Energie zu werden, müsste sie wohl auf Hunderte von Megawatt skaliert werden.
Dieser Artikel ist eine Übersetzung von Lydia Skrabania. Das Original wurde zuerst auf unserer englischsprachigen Seite veröffentlicht.
