Stillgelegte Bergwerke könnte man in riesige Schwerkraftbatterien umwandeln und so das Problem überschüssiger Energie aus Solar- und Windkraft lösen, sagen Forscher:innen des Internationalen Instituts für angewandte Systemanalyse.
WERBUNGNeue Forschungsergebnisse deuten darauf hin, dass wiederverwendete unterirdische Minen genug Energie speichern könnten, um "die gesamte Erde" einen Tag lang zu versorgen.
Bei guten Wetterbedingungen erzeugen Wind und Sonne oft mehr Strom, als das Netz verbrauchen kann. Wo können wir also diese überschüssige Energie speichern?
Nach Ansicht von Wissenschaftler:innen des Internationalen Instituts für angewandte Systemanalyse (IIASA) könnten stillgelegte Bergwerke eine Lösung bieten.
Sie sagen, dass die Umwandlung stillgelegter Minen in riesige "Schwerkraftbatterien" bis zu 70 Terawatt Energie speichern könnten. Das ist genug, um den gesamten täglichen Stromverbrauch der Welt zu decken.
"Um die Wirtschaft zu dekarbonisieren, müssen wir das Energiesystem auf der Grundlage innovativer Lösungen und unter Nutzung vorhandener Ressourcen neu überdenken", fordert Behnam Zakeri, Mitautor der Studie und Forscher im IIASA-Programm für Energie, Klima und Umwelt.
"Die Umwandlung stillgelegter Bergwerke in Energiespeicher ist ein Beispiel für viele Lösungen, die um uns herum existieren - wir müssen nur die Art und Weise ändern, wie wir sie einsetzen."
Wie funktionieren Schwerkraftbatterien?
Die meisten Batterien, die wir im täglichen Leben verwenden, speichern Energie durch elektrochemische Prozesse. Durch eine bestimmte chemische Reaktion wird Energie freigesetzt, die dann genutzt werden kann.
Schwerkraftbatterien hingegen sind mechanische Vorrichtungen. Sie nutzen die überschüssige Energie aus erneuerbaren Energien, um ein Gewicht anzuheben. Wenn die Energie im Netz zur Neige geht, sinkt das Gewicht und treibt einen Generator an während es sinkt.
Es gibt viele verschiedene Versionen dieses Batterietyps. Die einfachste und älteste ist eine Art Pendeluhr, die durch die Schwerkraft angetrieben wird.
Die heute am weitesten verbreitete Form ist die Pumpspeicherkraft. Hier wird Wasser in höhere Lagen gepumpt, um Energie zu speichern, die dann über Turbinen zur Stromerzeugung freigesetzt wird. Pumpspeicherkraftwerke sind mit einem Gesamtwert installierten Speicher von 1,6 Terawattstunden sehr verbreitet.
Das vorgeschlagene Schwerkraftsystem in Bergwerken hat ein globales Energiekapazitätspotenzial von sieben bis 70 TWh, so die IAASA-Forscher in ihrem Artikel, der in der Zeitschrift Energies veröffentlicht wurde.
Wie würde eine Schwerkraftbatterie in einem Bergwerk funktionieren?
Das von den IIASA-Forscher:innen vorgeschlagene Modell des unterirdischen Schwerkraftspeichers (UGES) nutzt vorhandene Aufzüge, um mit Sand gefüllte Behälter zu heben und zu senken.
Bergwerke sind für solche Batterien gut geeignet. Denn sie verfügen bereits über tiefe Schächte, die zum Absenken eines Gewichts genutzt werden könnten. Schwerkraftbatterien benötigen eine Fallhöhe von mindestens 300 Metern, um richtig zu funktionieren.
Der Bau solcher Projekte könnte auch dazu beitragen, in verarmten Bergbaugemeinden Einnahmen zu erzielen, sagen die Forscher:innen.
"Wenn ein Bergwerk schließt, entlässt es Tausende von Arbeiter:innen. Das hat verheerende Folgen für die Gemeinden, die für ihre Wirtschaftsleistung ausschließlich auf die Mine angewiesen sind. UGES würde einige Arbeitsplätze schaffen, wenn das Bergwerk nach seiner Schließung Energiespeicherdienste anbieten würde", sagt Julian Hunt, Forscher im IIASA-Programm für Energie, Klima und Umwelt und Hauptautor der Studie.
"Die Minen verfügen bereits über die grundlegende Infrastruktur und sind an das Stromnetz angeschlossen, was die Kosten erheblich senkt und die Implementierung von UGES-Anlagen erleichtert."