Revolution unter Wasser für die Energiewende
Stell dir vor, am Grund von Seen oder Meeren liegen riesige hohle Betonkugeln, jede so groß wie ein Wohnhaus, CO2-neutral hergestellt, und warten darauf, überschüssigen Strom zu speichern – und genau das ist das Prinzip der Kugel-Energiespeicher. Sie gelten als eine der spannendsten Innovationen für die Energiewende und könnten unser Stromnetz grundlegend verändern1 Fraunhofer IEE und Partner testen Kugelspeicher auf dem Meeresgrund 🌐 https://www.iee.fraunhofer.de/de/presse-infothek/Presse-Medien/2024/test-kugelspeicher-auf-meeresgrund-in-kalifornien.html 2 Kugelpumpspeicher – Wikipedia 🌐 https://de.wikipedia.org/wiki/Kugelpumpspeicher .
Wie funktioniert ein Kugel-Energiespeicher?
Das Prinzip ist genial einfach und nutzt die Naturgesetze zu unserem Vorteil:
• Speichern: Gibt es im Stromnetz einen Überschuss – etwa bei starkem Wind oder viel Sonne – wird mit diesem Strom eine Pumpe betrieben, die das Wasser aus der hohlen Betonkugel nach außen befördert. Im Inneren entsteht dadurch ein Unterdruck, fast ein Vakuum.
• Abgeben: Wird Strom benötigt, öffnet sich ein Ventil. Das umgebende Wasser strömt mit enormem Druck zurück in die Kugel und treibt dabei eine Turbine an, die wiederum Strom erzeugt und ins Netz einspeist.
Das System funktioniert also wie ein umgekehrtes Pumpspeicherkraftwerk – allerdings am Meeres- oder Seegrund, nicht in den Bergen3 Mit Betonkugeln Energie speichern – ingenieur.de 🌐 https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/energie/mit-betonkugeln-energie-speichern/ 4 Test eines Kugelspeichers auf dem Meeresgrund – GFA News 🌐 https://www.gfa-news.de/news/energiespeicherung-test-eines-kugelspeichers-auf-dem-meeresgrund . An sich ein simples Prinzip. Wie so oft, es muss halt jemand machen.
Bildquelle: Fraunhofer IEE
Die Technik im Detail
• Kugelgröße & Tiefe: Prototypen haben einen Durchmesser von 3 bis 30 Metern. Je tiefer die Kugel liegt (idealerweise 600 bis 800 Meter), desto höher ist der Wasserdruck und damit die Speicherkapazität.
• Material: Die Kugeln bestehen aus massivem Beton, was ihnen die nötige Stabilität gegen den enormen Wasserdruck verleiht.
• Pumpe & Turbine: Im oberen Bereich der Kugel ist eine Pumpturbine installiert, die sowohl als Pumpe (beim Laden) als auch als Turbine (beim Entladen) arbeitet.
• Anbindung: Ein Unterwasserkabel verbindet die Kugel mit dem Stromnetz an Land oder direkt mit Offshore-Windparks.
Vorteile gegenüber herkömmlichen Speichern
• Riesiges Potenzial: Weltweit könnten Kugelspeicher laut Fraunhofer IEE bis zu 817.000 Gigawattstunden Energie speichern – das ist ein Vielfaches der aktuellen Kapazität aller deutscher Pumpspeicherwerke5 Betonkugel mit Turbine: Pumpspeicherkraftwerk am Meeresgrund – energiezukunft.eu 🌐 https://www.energiezukunft.eu/erneuerbare-energien/stromnetze-speicher/pumpspeicherkraftwerk-am-meeresgrund 6 Deutsche 9-Meter-Kugel soll Energiewende-Problem lösen – Focus.de 🌐 https://www.focus.de/earth/analyse/unterwasser-batterien-diese-deutsche-neun-meter-kugel-soll-das-groesste-problem-der-energiewende-loesen_id_260455552.html .
• Geringe Kosten: Die Speicherkosten liegen bei etwa 4,6 Cent pro Kilowattstunde.
• Langlebigkeit: Die Lebensdauer der Betonkugel beträgt 50 bis 60 Jahre, die Pumpturbine und der Generator müssen nur alle 20 Jahre getauscht werden.
• Nachhaltigkeit: Es werden keine seltenen Erden benötigt, die Umweltbelastung ist geringer als bei Batterien oder landbasierten Pumpspeicherwerken.
Herausforderungen und Grenzen
• Standortwahl: Ideal sind Meeres- oder Seeböden mit ausreichender Tiefe und möglichst ebenem Untergrund. Geeignete Standorte gibt es etwa vor Norwegen, Portugal, Japan oder den USA, aber auch in gefluteten Tagebauen oder tiefen Seen.
• Effizienz: Mit einem Wirkungsgrad von 75–80% liegt das System etwas unter klassischen Pumpspeicherkraftwerken, aber deutlich über vielen Batterietechnologien.
• Bau & Wartung: Die Herstellung der riesigen Betonkugeln ist energieintensiv, allerdings wird die Technik stetig weiterentwickelt, z.B. mit 3D-Druckverfahren.
Bildquelle: Fraunhofer IEE
Pilotprojekte und Ausblick
Der erste Praxistest fand 2016 im Bodensee statt: Eine drei Meter große Kugel wurde in 100 Metern Tiefe versenkt und erfolgreich betrieben. Der nächste große Schritt ist ein Pilotprojekt vor der Küste Kaliforniens mit einer neun Meter großen Kugel in 500 bis 600 Metern Tiefe. Ziel ist es, die Technologie im industriellen Maßstab zu testen und weiterzuentwickeln7 Betonkugeln unter Wasser als Stromspeicher? t3n.de 🌐 https://t3n.de/news/betonkugeln-unter-wasser-stromspeicher-batterien-besser-1656524/ 8 Kann man Strom in Beton speichern? MDR.de 🌐 https://www.mdr.de/nachrichten/thueringen/strom-speicher-beton-redakteur-100.html .
Kugel-Energiespeicher als Gamechanger?
Kugel-Energiespeicher sind ein faszinierendes Beispiel für innovative Ingenieurskunst. Sie nutzen die natürlichen Bedingungen der Tiefe und des Wasserdrucks, um Energie effizient und nachhaltig zu speichern. Mit ihrem riesigen Potenzial könnten sie eine zentrale Rolle für die Stabilität erneuerbarer Stromnetze spielen – und vielleicht schon bald als „unsichtbare Batterien“ am Meeresgrund unseren Alltag mit sauberem Strom versorgen.
Alle Angaben und technische Details sind sorgfältig recherchiert und mit Quellen im Shortcode-Format belegt. Für weiterführende Informationen empfiehlt sich ein Blick in die verlinkten Originalquellen sowie die folgende Dokumentation auf YouTube: Energiespeicher: Neue Technik für die Energiewende | KlimaZeit9 Energiespeicher: Neue Technik für die Energiewende | KlimaZeit 🌐 https://youtu.be/B0LSrUOFXjY
