In der Schweiz wird eine riesige Batterie aus Beton gebaut

Im schweizerischen Tessin wird derzeit eine gigantische Batterie gebaut. Rund 120 Meter soll sie in den Himmel ragen – und jede Menge Energie speichern. Dabei kommt diese Batterie ganz ohne Lithium oder Säuren aus. Denn der Erfinder der Mega-Batterie setzt auf ein so einfaches wie uraltes Konzept.

Von Michael Förtsch

Sie tut sich schwer, aber sie geht voran, die Energiewende. Bereits jetzt werden 35 Prozent des Stromverbrauchs in Deutschland durch erneuerbaren Energien gedeckt. Aber diese Energiequellen haben ein Problem. Zumindest Wind- und Sonnenkraft gibt es nur, wenn der Wind weht oder die Sonne scheint. Und wenn zu viel Energie fließt, geht die gerne mal sinnlos verloren, wenn es an Verbrauchern mangelt. Denn bislang fehlen vielfach Möglichkeiten, um überschüssige Energie sofort, langfristig, schnell abrufbar und auch günstig zu speichern. Wasserpumpspeicherwerke brauchen viel Platz, virtuelle Kraftwerke aus Heimspeichern wie von Sonnen aus dem Allgäu stehen noch am Anfang und Batteriekaskaden wie die Powerpacks von Tesla sind teuer.

Der Schweizer Ingenieur Andrea Pedretti aus Lugano schlägt daher noch eine andere Lösung vor – eine ziemlich einfache, die er mit seinem Start-up Energy Vault verwirklichen will. Er will überschüssige Energie in Betonklötzen speichern. Denn seine Batterie soll aus einem Kran mit sechs Armen bestehen. Und eben zahlreichen Betonblöcken. Gibt es eine Überproduktion von elektrischem Strom, wird der Kran genutzt, um die aus Bauschutt gepressten 35-Tonnen-Blöcke aufeinander zu stapeln. Dadurch wird der Strom in potentielle Energie umgewandelt – also jene Art von Energie, die ein Objekt durch Masse und Höhe gewinnt. Es ist das gleiche Prinzip, das bei Wasser- und Pumpspeicherkraftwerken genutzt wird.

Je höher ein Betonblock sitzt, umso mehr Energie speichert er – auf physikalisch natürliche Weise. Hunderte davon sollen sich in einer Turm-artigen Struktur aufeinanderstapeln lassen. Wird die Energie wieder benötigt, greift der Kran die Betonblöcke und lässt sie zur Erde zurückfahren, wo sie als Mauer um den Turm herum aufgestapelt werden. Dabei wird die Energie über Rollen und einen Generator wieder in elektrischen Strom umgewandelt – und das mit einer Effizienz von 85 Prozent. Im Gegensatz zu anderen Speichermöglichkeiten soll der Turm nahezu überall installierbar sein. Er funktioniert in Wüsten- wie auch Eis- und Tropenregionen. Dazu ließe sich das Konzept anpassen. Statt Betonklötzen könnte der Kran ebenso Steinquader oder ausgemusterte Schiffscontainer aufnehmen und aufeinandersetzen. Eben das, was in der entsprechenden Region einfach herstellbar und verfügbar ist.

Werde Mitglied von 1E9 – schon ab 3 Euro im Monat!

Als Mitglied unterstützt Du unabhängigen, zukunftsgerichteten Tech-Journalismus, der für und mit einer Community aus Idealisten, Gründerinnen, Nerds, Wissenschaftlerinnen und Kreativen entsteht. Außerdem erhältst Du vollen Zugang zur 1E9-Community, exklusive Newsletter und kannst bei 1E9-Events dabei sein.

Jetzt Mitglied werden!

Bill Gates glaubt an das Konzept

So einfach die Idee aus der Schweiz ist, soviel Aufmerksamkeit hat sie schon verursacht. Im August war Microsoft-Gründer Bill Gates auf das Konzept gestoßen und hatte darüber getwittert. „Wind und Solar werden nicht ihr Potential erreichen können, ehe wir nicht Energiespeicher verbessern“, schrieb Gates und nannte Energy Vault ein „aufregendes Unternehmen“, das an diesem Problem arbeitet. Das hatte Andrea Pedretti aber nicht nur Aufmerksamkeit verschafft, sondern auch jede Menge Anfragen aus aller Welt. Unter anderem Kenia, Indien, Deutschland und Japan. „Der Tweet von Bill Gates hat es uns ermöglicht, ganz schnell in der ganzen Welt bekannt zu werden“, sagt Pedretti dem Schweizer Fernsehen SRF.

Zunächst soll sich der Turm aber in der Realität beweisen. Und zwar mit einem Prototypen, der gerade im Kanton Tessin entsteht. Je nach der finalen Anzahl an Betonblöcken soll diese Batterie immerhin zwischen 20 und 40 Megawattstunden speichern können. Zum Vergleich: Der größte Lithium-Ionen-Batteriespeicher in Europa speichert 50 Megawattstunden – genug um 5.300 Haushalte einen Tag lang zu versorgen. Mit dem Prototypen soll allen voran die Software der Kräne ausgetüftelt werden. Die sollen möglichst energieeffizient, zielsicher und natürlich vollends selbstständig arbeiten. Dafür braucht es jede Menge Sensoren, Kameras und Verknüpfungen mit Wind- und Wetterdiensten. Ebenso soll sichergestellt werden, dass sich die Blöcke sicher aufeinander stapeln lassen – selbst bei heftigen Stürmen.

Eine günstige Batterie

Laut Energy Vault soll eine der Batterien letztlich zwischen 4,5 und zehn Millionen Euro kosten. Die größte geplante Fassung soll bis zu 80 Megawattstunden speichern können. Und das ebenso kostengünstig wie andere Speichersysteme, wenn nicht sogar noch billiger. Außerdem sollen die Betontürme durch ihr einfaches Konzept wartungsarm sein. Denn die Betonblöcke sind vergleichsweise unanfällig gegen Verschleiß und Kräne eine robuste wie auch bewährte Technologie. Lithium-Ionen-Akkus müssen spätestens nach 20 Jahren ersetzt werden. Die Betonblöcke eher nicht. Sie könnten selbst Naturkatastrophen wie Überschwemmungen vergleichsweise unbeschadet überstehen.

Verschiedene Investoren hat das schon überzeugt. Die Investmentfirmen Piconi und Softbank haben mehrere Millionen in das Start-up investiert. Ebenso haben Kranbauer wie ENG und der Zementgigant Cemex wegen einer Zusammenarbeit bei den Schweizern angeklopft. Und auch konkrete Aufträge soll Energy Vault bereits haben. Nach dem der Prototyp in Tessin seine Test- und Erprobungsphase hinter sich hat, soll der beispielsweise abgebaut und nach Indien verschifft werden. Dort soll er dann in den Dauertrieb gehen. Denn in dem sonnenreichen Land geht viel an an überschüssiger Solarenergie verloren, da entsprechende kostengünstige und verlässliche Speichermöglichkeiten fehlen.

Aber auch in Europa will Andrea Pedretti gerne mehrere seiner Betontürme bauen. Passende Plätze dafür hat er sich laut dem Schweizer Fernsehen schon ausgesucht. Nämlich die Standorte von Atomkraftwerken, die ich Zukunft abgeschaltet werden sollen.

10 Like

Geniale Idee auf eine andere Art Energie zu speichern. Klar erfordert die Herstellung und der Transport der Betonblöcke auch einiges an Energie, aber immerhin werden keine seltenen Erden verwendet und die Klimabilanz sollte sich ja relativ schnell wieder ausgleichen. Viel Platz wird diese Batterie allerdings immer noch benötigen, weswegen sie sich dann nur teilweise dezentralisieren lässt, oder kann man auch kleine Mini-Beton-Batterien für den Keller bauen? :stuck_out_tongue:

2 Like

Das kommt auf deinen Keller an :wink: Aber man könnte Häuser in kleine Pumpspeicherkraftwerke verwandeln und so ihre Höhe ausnutzen.

2 Like

Genaue Infos gibt’s noch nicht. Aber sie wird eine Fläche von rund 100 Metern Durchmesser benötigen. Ist recht viel aber weniger als ein Pumpspeicherwerk benötigt.

1 Like

Die Idee ist schon wirklich gut, aber schön ist so ein Teil auch nicht gerade. Die Flächen wo solche Türme stehen könnten sind in Deutschland doch eher gering würde ich behaupten. Das Platzproblem sehe ich bei dem System als KO Kriterium.

1 Like

Etwas „ähnlich einfaches“, zumindest aus physikalischer Sicht, hat man vor ca 3 Jahren im Bodensee getestet:
Hohle Betonkugeln werden im Wasser versenkt und wenn Strom überschüssig ist, werden diese leergepumpt. Wird Strom wieder benötigt, so können die Kugeln geöffnet werden, Wasser strömt rein und treibt dabei eine Turbine zur Stromgewinnung an. Die ersten Tests verliefen 2016 positiv.

Nette Visualisierungen sind hier zu sehen: https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/energie/betonkugeln-im-bodensee-windstrom-speichern/ und die WELT hat 2017 auch berichtet.

In der Tiefe entstehen sehr hohe Drücke. Das führt dazu, dass man leistungsfähige Pumpen benötigt, aber auch gute Drücke in der Tiefe für die Stromgewinnung nutzen kann. Interessant ist der Trade-off: Tiefe - Pumpe - Druck - Leistung Stromgewinnung.

Diese Betonkugelmethode wurde sogar im Kontext des Zweitlebens des Tagebaus um den Hambacher Forst ins Spiel gebracht.

3 Like

Stimmt! Hatte das ganz vergessen!

1 Like

Stimmt, wenn IBM das hinbekommt, dann find ich die hier schöner:

2 Like

Meines Wissens wird, so komisch es im ersten Moment klingen mag, mittlerweile der Bausand knapp. So gesehen sollten es evtl nur Betonwürfel werden, die mit komprimierten Abfällen der Bauindustrie befüllt werden. Da hat man dann gleich noch Entsorgungsproblem ( zwischen-)gelöst.

4 Like

Eine andere Möglichkeit der Energiespeicherung wäre der Einsatz von Auftriebskörpern in Gewässern, insbesondere im Meer (z.B. im Bereich von Offshore-Windkraftanlagen) oder in Seen.

Die Auftriebskörper könnten zur Energiespeicherung über Seile auf den Grund gezogen werden und geben beim Aufsteigen die Energie wieder ab. Die Motor/Generatoren könnten im Trocknen stehen und es müßten nur Umlenkrollen auf dem Grund verankert werden. Gegenüber dem Konzept mit den Betonkugeln sehe ich als einzigen Nachteil das größere Volumen der Auftriebskörper für die gleiche Energiespeicherkapazität.

1 Like

Wieviel größer müsste das Volumen sein? Wahrscheinlich relativ einfach auszurechnen? Wäre interessant wie diese Konzepte relativ zueinander skalieren!
Hat das bereits jemand versucht?

Wenn ich richtig gerechnet habe, wäre der Durchmesser eines Auftriebskörpers gegenüber dem einer Betonkugel um den Faktor 1,66 größer.

Ob jemand das bereits versucht hat, weiß ich nicht. Ich hatte die Idee - aber ich gehe davon aus, dass ich nicht der erste bin, denn es ist eigentlich sehr naheliegend. :wink:

Die verschiedenen Konzepte müssten mit allen Aspekten miteinander verglichen und bewertet werden. Könnte das vielleicht eine der möglichen (konkreten) Aufgaben in einer Community wie 1E9 (mit einem geballten Fachwissen) sein. :slight_smile:

1 Like

Ich schlage vor wir geben eine Bachelor oder Masterarbeit aus :slight_smile:

1 Like

Gute Idee ! :slight_smile: Hast Du entsprechende Kontakte ?