Bergwerke als globale Energiespeicher

Schwerkraftbatterien – die Lösung für den Energiespeicher

Veröffentlicht am

in

Überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen

Wind- und Solarenergie erzeugen häufig mehr Strom als benötigt wird, insbesondere bei guten Wetterbedingungen. Dieser Überschuss stellt uns vor die Herausforderung, geeignete Speichermöglichkeiten zu finden. Forscher:innen des IIASA schlagen vor, stillgelegte Bergwerke in Schwerkraftbatterien umzuwandeln, die bis zu 70 Terawatt Energie speichern könnten. Dies wäre ausreichend, um den täglichen Strombedarf der ganzen Welt zu decken.

Funktionsweise von Schwerkraftbatterien

Schwerkraftbatterien sind Energiespeichersysteme, die auf mechanischen Prinzipien basieren, um überschüssige Energie zu speichern und bei Bedarf wieder freizusetzen. Im Gegensatz zu herkömmlichen elektrochemischen Batterien, die Energie durch chemische Reaktionen speichern, nutzen Schwerkraftbatterien die potenzielle Energie der Schwerkraft.

Der grundlegende Prozess zur Speicherung von Energie in Schwerkraftbatterien besteht darin, ein Gewicht mithilfe der überschüssigen Energie aus erneuerbaren Energiequellen wie Wind oder Sonne anzuheben. Wenn das Gewicht angehoben wird, wird die kinetische Energie des Aufzugs in potenzielle Energie umgewandelt, die im angehobenen Gewicht gespeichert wird.

Sobald Energie im Stromnetz benötigt wird, wird das Gewicht abgesenkt, wodurch das gespeicherte potenzielle Energie wieder in kinetische Energie umgewandelt wird. Während des Absenkens treibt das fallende Gewicht einen Generator an, der die kinetische Energie in elektrische Energie umwandelt. Diese elektrische Energie wird dann ins Netz eingespeist, um den Bedarf zu decken.

Es gibt verschiedene Arten von Schwerkraftbatterien, wie zum Beispiel Pumpspeicherkraftwerke. Bei dieser Technologie wird überschüssige Energie verwendet, um Wasser in höher gelegene Reservoirs zu pumpen. Wenn Energie benötigt wird, wird das Wasser aus dem höher gelegenen Reservoir abgelassen und durch Turbinen geleitet, die elektrische Energie erzeugen.

Ein weiteres Beispiel ist das von Forscher:innen des IIASA vorgeschlagene Modell des unterirdischen Schwerkraftspeichers (UGES), bei dem vorhandene Aufzüge in stillgelegten Bergwerken genutzt werden, um sandgefüllte Behälter zu heben und zu senken. In diesem Fall wird die Energie im angehobenen Behälter gespeichert und bei Bedarf durch das Absenken des Behälters und Antreiben eines Generators freigesetzt.

Schwerkraftbatterien in Bergwerken

Die Forscher:innen des IIASA schlagen ein Modell des unterirdischen Schwerkraftspeichers (UGES) vor, das vorhandene Aufzüge verwendet, um sandgefüllte Behälter zu heben und zu senken. Bergwerke bieten die ideale Infrastruktur für diese Art von Speicher, da sie über tiefe Schächte verfügen, die für das Absenken von Gewichten benötigt werden. Schwerkraftbatterien erfordern eine Fallhöhe von mindestens 300 Metern, um effizient zu arbeiten.

Wirtschaftliche und soziale Vorteile

Die Umwandlung stillgelegter Bergwerke in Schwerkraftbatterien kann nicht nur helfen, überschüssige Energie zu speichern, sondern auch Arbeitsplätze in verarmten Bergbaugemeinden schaffen. Schließlich verfügen diese Minen bereits über die grundlegende Infrastruktur und sind an das Stromnetz angeschlossen. Dies senkt die Kosten und erleichtert die Implementierung von UGES-Anlagen.

Die Implementierung von Schwerkraftbatterien bietet sowohl wirtschaftliche als auch soziale Vorteile, insbesondere in Zusammenhang mit der Nutzung stillgelegter Bergwerke und der Integration erneuerbarer Energien.

  • Arbeitsplätze und Wirtschaftswachstum: Die Umwandlung stillgelegter Bergwerke in Schwerkraftbatterien kann Arbeitsplätze in verarmten Bergbaugemeinden schaffen. Dies kann dazu beitragen, die negativen wirtschaftlichen Folgen der Schließung von Minen abzumildern und die lokale Wirtschaft anzukurbeln.
  • Nutzung bestehender Infrastruktur: Durch die Verwendung von stillgelegten Bergwerken kann die grundlegende Infrastruktur wie Schächte und Aufzüge genutzt werden, wodurch die Anfangsinvestitionen für den Bau von Schwerkraftbatterien reduziert werden. Darüber hinaus sind viele Minen bereits an das Stromnetz angeschlossen, was die Implementierung und Integration von Energiespeichern erleichtert.
  • Förderung erneuerbarer Energien: Schwerkraftbatterien bieten eine Möglichkeit, überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen wie Wind- und Solarenergie effizient zu speichern und bei Bedarf abzurufen. Dies verbessert die Netzstabilität, erhöht die Nutzung erneuerbarer Energien und unterstützt den Übergang zu einer nachhaltigeren Energieversorgung.
  • Reduzierung von CO2-Emissionen: Die Speicherung von Energie aus erneuerbaren Quellen und die Verringerung der Abhängigkeit von fossilen Brennstoffen führen zu einer Reduzierung der CO2-Emissionen und unterstützen somit die globalen Anstrengungen zur Bekämpfung des Klimawandels.
  • Energiesicherheit und Unabhängigkeit: Schwerkraftbatterien können zur Stärkung der Energiesicherheit und Unabhängigkeit beitragen, indem sie die Abhängigkeit von importierten fossilen Brennstoffen reduzieren und die lokale Energieerzeugung und -speicherung fördern.
  • Flexibilität und Skalierbarkeit: Schwerkraftbatterien können in verschiedenen Größen und Kapazitäten realisiert werden, was sie zu einer flexiblen Lösung für unterschiedliche Anforderungen und geografische Gegebenheiten macht. Diese Skalierbarkeit ermöglicht es, sowohl kleine als auch große Energiespeicherprojekte zu verwirklichen.

Insgesamt tragen Schwerkraftbatterien zur Steigerung der wirtschaftlichen und sozialen Vorteile bei, indem sie die Umstellung auf erneuerbare Energien unterstützen, Arbeitsplätze schaffen und bestehende Infrastrukturen nutzen.

Kommentare

Schreibe einen Kommentar

Deine E-Mail-Adresse wird nicht veröffentlicht. Erforderliche Felder sind mit * markiert