Wenn die Speicherung merkwürdig wird, wird die Energiewende ernst

Die Energiewende neigt dazu, heroische Sprache und unheroische Maschinen hervorzubringen. Hinter den Slogans verbirgt sich der eigentliche Engpass, der schmerzlich gewöhnlich ist: Solar- und Windenergie sind nur nützlich, wenn ihre Kraft für später zurückgehalten werden kann, wenn die Sonne untergegangen und der Wind am Nachmittag eine Pause eingelegt hat. Deshalb experimentieren Entwickler jetzt mit Speichersystemen, die weniger nach Infrastruktur und mehr nach einem Laborstreich klingen.

In den Vereinigten Arabischen Emiraten ist das Ausmaß bereits kaum zu übersehen. Ein weitläufiges Projekt für saubere Energie, das eine Fläche von etwa 12.600 Fußballfeldern umfasst, kombiniert 5,2 GW Solarkapazität mit 19 GWh Batteriespeicher. Ziel ist es, Solarstrom für umgerechnet eine halbe Million Haushalte über Nacht bereitzustellen, was es zum größten Batteriesystem der Welt macht. Wenn die Zahlen fast theatralisch wirken, liegt das daran, dass das Problem, das sie lösen, real genug ist: Erneuerbarer Strom ist nur dann günstig, wenn er für die Stunden gespeichert werden kann, in denen die Nachfrage hartnäckig bestehen bleibt.

Dieselbe Logik treibt viel kleinere Experimente in den Vereinigten Staaten voran. Im National Renewable Energy Laboratory in Colorado bauen Forscher und Ingenieure Batterien, die klein genug sind, um elektronische Tags zu betreiben, die die 3 Zoll langen Jungtiere von Lachs- und Aalarten verfolgen. Der Kontrast zum Golfprojekt ist fast komisch, aber das Prinzip ist identisch. Herkömmliche Lithium-Ionen-Batterien haben Grenzen, und der Wettlauf um Lithium, Kobalt und Nickel hat bereits Bedenken hinsichtlich des Umweltschutzes und gefährdeter Gemeinden aufgeworfen. Alternative Technologien versprechen den gleichen grundlegenden Dienst ohne den gleichen Mineralienbedarf.

Greater Manchester hat den kälteren Weg eingeschlagen. Auf dem Gelände eines ehemaligen Kohlekraftwerks in Trafford wurde das Carrington Flüssigluftprojekt, entwickelt vom britischen Startup Highview Power, konzipiert, um überschüssigen erneuerbaren Strom zu speichern, indem Luft auf -196 °C gekühlt wird, bis sie flüssig wird und auf ein Siebenhundertstel ihres Volumens schrumpft. Wenn erneuerbare Energie knapp wird und die Preise steigen, wird die Flüssigkeit wieder in Gas umgewandelt und durch eine Turbine geleitet, um Strom zu erzeugen. Das Projekt hatte Verzögerungen, soll aber bis Ende des Jahres mit 300 MWh Speicherkapazität und 50 MW Leistung für sechs Stunden in Betrieb gehen.

Wenn Flüssigluft die elegante Lösung ist, dann ist geschmolzenes Salz die direkte. In Nevada hat das Crescent Dunes Projekt in den letzten zehn Jahren 10.000 Spiegel verwendet, um ein Reservoir aus Kalium- und Natriumnitrat auf 560 °C zu erhitzen. Diese Wärme kann nach Sonnenuntergang 10 Stunden lang gespeichert werden, bevor sie durch eine traditionelle Spinnenturbine wieder in Strom umgewandelt wird. Dänemark hat dieselbe Idee eher auf die Industrie als auf das Netz ausgerichtet: Anfang dieses Jahres wurde ein 1-GWh-Schmelzsalzbatterieprojekt vorgestellt, das sauberen Strom bis zu zwei Wochen lang speichern kann, indem Salze auf etwa 600 °C erhitzt werden, wonach das heiße Salz durch einen Generator zirkuliert wird, der Hochtemperaturdampf für industrielle Prozesse erzeugt.

Finnland, das nie eine praktische Abkürzung scheut, hat sich für Sand entschieden. In Pornainen speichern Tausende Tonnen zerkleinerter Speckstein Wärme für Schulen, Bibliotheken und Rathäuser, mit dem Ziel, den Ölverbrauch im lokalen Wärmenetz zu beenden und den Hackschnitzelverbrauch um etwa 60 % zu senken. Die Sandbatterie ist etwa 13 Meter hoch und 15 Meter breit, liefert 1 MW thermische Leistung und hat eine Speicherkapazität von 100 MWh. Im Sommer kann sie fast einen Monat des Wärmebedarfs decken; im Winter fast eine Woche. Sie ist etwa 10-mal größer als eine frühere finnische Version, die 2022 auf den Markt kam, was darauf hindeutet, dass selbst einfache Materialien zu ernsthafter Infrastruktur werden können, wenn die Wirtschaftlichkeit stimmt.

Japan hat die Idee auf den Körper selbst übertragen. Forscher der Tokyo University of Science testen ein dünnes tragbares Pflaster, das direkt aus menschlichem Schweiß Strom erzeugt, indem es eine enzymatische Biobrennstoffzelle verwendet, die Verbindungen im Schweiß, insbesondere Laktat, einfängt und in Energie umwandelt. Ziel ist es, tragbare Geräte weniger sperrig und weniger abhängig von winzigen Batterien zu machen, die ständig aufgeladen werden müssen. Mit anderen Worten, die Zukunft der sauberen Energie könnte alles von Wüsten und Kohlekraftwerksstandorten bis hin zu Handgelenken, Haut und Schweiß umfassen. Es ist eine seltsame Besetzung von Charakteren, aber die zugrundeliegende Botschaft ist klar genug: Wenn erneuerbare Energien in großem Maßstab eine Rolle spielen sollen, muss die Speicherung so erfinderisch werden wie die Erzeugung.

Verfasst von Christiane Hofreiter

christiane.hofreiter@alpineweekly.com