Derzeit wird an vielen Fronten um den Energiespeicher der Zukunft gekämpft. Zwar gibt es heute schon Batterien, die Energie lagern können, und Stauseen. Künftig könnte der Strom auch in Gas verwandelt werden, das Kraftwerke bei Bedarf wieder in Elektrizität umwandeln.

Das Ziel des Ganzen: Wind- und Solaranlagen produzieren nicht immer Strom wenn man ihn braucht, manchmal auch zuviel davon. Statt ihn zu verschwenden, sollte man ihn also lagern. Auch in großen Mengen und für längere Zeit. Einzig: Praktikable Lösungen fehlen bisher. Denn die effizienteste Methode, große Mengen Strom zu speichern – große Pumpspeicherkraftwerke – ist mit massiven Eingriffen in die Natur verbunden.

Das US-Unternehmen Gravity Power will das nun mit einer ganz neuen Art des Speichers ändern – und zwar in Deutschland. In Baden-Württemberg und Bayern sollen drei Anlagen gebaut werden, die überschüssigen Wind- und Solarstrom speichern. Gemeinsam haben sie etwa die gleiche Kapazität wie Deutschlands größtes Pumpspeicherwerk, Goldisthal in Thüringen. Um die Projekte zu realisieren, haben die Amerikaner eine gleichnamige Tochter in Hofheim am Taunus gegründet.

Das Besondere an den neuen System: Die Technik nutzt die Schwerkraft der Erde und die Kosten sollen weit unter denen aller anderen verfügbaren Speichersysteme liegen. Das Beratungsunternehmen Babendererde Engineers in Bad Schwartau, ein Spezialist für Tunnelbau, und das dem spanischen Konzern ACS gehörende Bauunternehmen Hochtief haben das überprüft. Hochtief hat signalisiert, dass es mit Gravity Power beim Bau derartiger Speicher zusammenarbeiten will. Auch die österreichische Andritz Group, Spezialist für Wasserkraftwerke, will mitmachen.

Wasserspeicher unter Tage

Für eine solche Anlage wird ein Schacht mit einem Durchmesser von 30 bis 80 Meter ausgehoben. Er wird zwischen 500 und 1000 Meter tief sein und mit Stahlbeton ausgekleidet. In dem Schacht hängt ein genau passender Kolben, der halb so hoch ist wie die Schachttiefe. Er besteht aus blankem Fels oder einer Stahlbetonhülle, die mit Bruchsteinen oder Eisenerz gefüllt wird. Hauptsache ist: Er muss schwer sein.

So funktioniert der Schwerkraft-Speicher (Copyright: Gravity Power)

So funktioniert der Schwerkraft-Speicher (Copyright: Gravity Power)

Der Clou dabei: Mit überschüssigem Strom aus zum Beispiel aus Wind- oder Solaranlagen pressen Pumpen Wasser in den Schacht. So steigt der schwere Kolben steigt empor, bis er die Erdoberfläche erreicht. Dann wird das Einlassventil geschlossen. Wenn Strommangel herrscht wird das Ventil geöffnet. Der gewaltige Kolben presst das Wasser wieder aus dem Schacht heraus. Es schießt in eine Turbine, die mit einem Generator zur Stromerzeugung gekoppelt ist.

Die baden-württembergischen Speicher sollen in der Region Neckar-Alb gebaut werden. Eins davon möglicherweise in Bad Urach. Dort ist – wichtig für den Bau solcher Anlagen – der Untergrund bestens bekannt. Im Rahmen eines mittlerweile aufgegebenen Geothermieprojekts gab es Erkundungsbohrungen bis in eine Tiefe von rund 4000 Meter.

Kolben wiegt soviel wie 300 Eiffeltürme

Ehe es so weit ist, haben die Gravity-Power-Entwickler aber noch manches zu tun. Zunächst wollen sie eine Demonstrations- und Testanlage bauen, die eine Leistung von bescheidenen ein bis zwei Megawatt hat. Dafür reicht ein 175 Meter tiefer Schacht mit einem Durchmesser von acht Metern.

Noch nicht endgültig gelöst ist das Dichtungsproblem. Sie muss so fest schließen, dass kein Wasser zwischen Schachtwand und Kolben eindringen kann. Denn dann fiele der Kolben buchstäblich wie ein Stein auf den Boden. Denn er wiegt nach Berechnungen von Gravity Power bei einer Leistung von 300 Megawatt stolze drei Millionen Tonnen – 300 Mal so viel wie der komplette Eiffelturm!

Auch die anderen Zahlen sind beindruckend: Die Wassermenge, die eingepresst und herausgedrückt wird, beträgt 1,6 Millionen Kubikmeter. Ein solcher Speicher liefert bis zu acht Stunden lang Strom – und das wie bei klassischen Pumpspeichern mit einem kaum zu überbietenden Wirkungsgrad von rund 80 Prozent. Die Anlage hat Platz auf einer Fläche von maximal 12000 Quadratmeter. Das entspricht knapp zwei Fußballfeldern.

Der große Vorteil dabei aber: Man sieht den Speicher nicht. Das könnte am Ende das eigentliche Plus der Technik sein.

Hier das Video, in dem die Technik erklärt wird: