Die Energiewende hat einen Flaschenhals: die Speicherung von elektrischer Energie. Denn Wind und Sonne sind nicht gleichmäßig verfügbar – müssen also zwischengelagert werden. Doch große Lithium-Batterien sind teuer, Pumpspeicherkraftwerke nicht überall verfügbar und Power-to-Gas steckt noch in den Kinderschuhen.
Ein Forscherteam aus Österreich macht nun einen eigenwillig anmutenden Vorschlag: In nicht mehr genutzten Bergwerks-Stollen könnte Sand eingelagert werden. Underground Gravity Energy Storage (UGES) funktioniert so: Das Gewicht einer Ladung Sand treibt beim Herunterlassen in einen Bergwerks-Schacht einen Generator an, der erzeugte Strom wird ins Netz eingespeist – etwa bei einer Flaute, bei bedecktem Himmel oder wenn der Strombedarf gerade besonders hoch ist. Sobald überschüssiger Strom vorhanden ist, könnte damit der Sand wieder an die Oberfläche transportiert werden.
Wirkungsgrad wie bei einem Pumpspeicherkraftwerk
Die Wirkungsweise ist vergleichbar mit einem Pumpspeicherkraftwerk. Solche Anlagen pumpen Wasser in höher gelegene Becken, um bei Bedarf die Lageenergie des Wassers wieder in Strom zu verwandeln.
Insgesamt beziffert das Team um Julian Hunt vom International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) in Österreich den Wirkungsgrad von Bergwerks-Speichern auf 70 bis 80 Prozent. Anders gesagt: Etwa 70 bis 80 Prozent der Energie, die zum Heraufholen einer Menge Sand benötigt wird, kann beim Herablassen wieder zurückgewonnen werden. Das ist durchaus vergleichbar mit dem Wirkungsgrad gängiger Pumpspeicherkraftwerke.
Ungünstiger fällt der Vergleich bei den Kosten aus. Mit einem bis zu zehn US-Dollar pro Kilowattstunde ist UGES deutlich teurer als ein herkömmliches Pumpspeicherkraftwerk. Allerdings gilt: Je tiefer ein Bergwerk und je größer die Transportmöglichkeiten, desto geringer die Kosten.
Weltweit schätzen die Forscher die Kapazität solcher Bergwerks-Speicher auf sieben bis 70 Terawattstunden. Die größten Kapazitäten finden sich in China, Indien, Russland und den USA. Aber auch in Europa könnten immerhin noch mehr als 550 Gigawattstunden gespeichert werden.
Ein limitierender Faktor dürfte allerdings das Speichermedium sein: Sand ist vielerorts schon heute ein begehrter und seltener Rohstoff. Das Team um Julian Hunt schlägt darum Wüstensand vor, der nicht nur reichlich verfügbar, sondern wegen seiner abgerundeten Form für die Betonherstellung ohnehin ungeeignet ist.
Überall dort, wo es wenig Wasser und viel Wüstensand gibt, könnte UGES einen Beitrag zur Energiewende leisten, ist sich Ko-Autor Behnam Zakeri vom IIASA sicher: "Um die Wirtschaft zu dekarbonisieren, müssen wir das Energiesystem neu denken und innovative Lösungen auf Basis bestehender Ressourcen finden."
