Die Schwerkraftenergiespeicherung hat eine Geheimwaffe im Ärmel

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Die Idee, die einfache alte Schwerkraft zur Speicherung großer Mengen an Wind- und Sonnenenergie zu nutzen, ist nicht neu, aber die Idee, stillgelegte Minenschächte zu diesem Zweck zu nutzen, ist relativ neu. Die große Frage ist, ob die Schwerkraftspeicherung wirtschaftlich funktionieren kann, und Minenschächte könnten genau die Antwort sein.

Was ist mit der Schwerkraft-Energiespeicherung los (oder schlecht)?

Immer wenn das Thema Schwerkraftspeicherung zur Sprache kommt, wird die Pumpwasserkraft mit Sicherheit erwähnt. Die Grundidee besteht darin, etwas Schweres – wie Wasser – bergauf zu schieben, wenn überschüssige erneuerbare Energie verfügbar ist, und es dann bergab zu einem Kraftwerk fließen zu lassen, wenn das Netz mehr Strom benötigt.

Die Pumpwasserkraft-Technologie ist ein alter Hut, denn sie gibt es schon seit etwa 130 Jahren. Die neue Herausforderung besteht darin, dass die Weltwirtschaft so schnell wie möglich eine große Menge an Speicherkapazitäten für Wind- und Solarenergie bereitstellen muss, was für Pumpspeicherkraftwerke nicht besonders gut geeignet ist. Bei diesen Systemen handelt es sich um bedeutende Teile einer neuen Infrastruktur, deren Planung, Genehmigung und Bau Geld, Zeit und Energie erfordern (hier finden Sie unser komplettes Archiv für Pumpspeicherkraftwerke).

Das US-Energieministerium hat mit Forschern und Innovatoren zusammengearbeitet, um neue standardisierte, modulare Systeme zu entwickeln, die dazu beitragen könnten, den Zeitplan zu verkürzen. Die gute Nachricht ist, dass es hier in den USA und anderen Teilen der Welt technisch gesehen relativ viele geeignete Standorte gibt.

Die Realität ist jedoch, dass nicht auf jedem Baum Standorte für neue Pumpspeicherkraftwerke wachsen. Ein geplantes Pumpspeicherprojekt für Wasserkraft an einem bestehenden Stausee in Carbon County, Wyoming, hat beispielsweise Fortschritte gemacht, aber ein weiterer Vorschlag für Pumpspeicherkraftwerke Auf dem Land der Navajo Nation am Little Colorado River stößt es auf heftigen Widerstand.

Erweiterung des Bereichs der Schwerkraft-Energiespeicherung

Da die Energiespeicherung Herausforderungen liebt, sind Lösungen entstanden. Ein Ansatz besteht darin, verlassene Brachflächen umzuwidmen, anstatt natürliche Lebensräume und menschliche Gemeinschaften zu überschwemmen. Ein Pumpspeicherprojekt auf einem ehemaligen Kohlefeld in Kentucky veranschaulicht diesen Ansatz.

Eine weitere Strategie umfasst unterirdische Pumpspeicherprojekte, die die Landnutzungsprobleme vermeiden, die ein herkömmliches Projekt zum Scheitern bringen können. Die Nutzung natürlicher Felsformationen kann auch dazu beitragen, die Kosten für neue Infrastruktur zu senken.

Das wiederum legt einen völlig anderen Ansatz nahe, der darin besteht, Wasser durch etwas Schweres zu ersetzen, etwa durch Steine ​​oder weggeworfene Rotorblätter von Windkraftanlagen.

Ohne Abhängigkeit von Wasser könnten Schwerkraftsysteme praktisch überall dort aufgestellt werden, wo etwas Schweres verfügbar ist.

Schwerkraftspeichersysteme müssen nicht unbedingt unterirdisch gebaut werden, aber die CleanTechnica Die Ohren wurden gespitzt, als wir Wind von den Argumenten für unterirdische Systeme des führenden Maschinenbauunternehmens ABB bekamen.

Warum ABB Hearts unterirdische Schwerkraftspeicherung betreibt

Konkret sieht ABB bei der Nutzung ein Win-Win-Potenzial verlassene Minenschächte zum Einsatz von Schwerkraftspeichersystemendenn auch Bergwerksbesitzer sind lösungsdurstig.

„Die Stilllegung von Minenschächten ist für Bergbauunternehmen ein kostspieliger und zeitaufwändiger Prozess“, stellte ABB letzten Dezember in einer Pressemitteilung fest.

„Durch die Umnutzung stillgelegter Minenschächte zur Energiespeicherung können Minenschächte bis zu 50 Jahre über ihre ursprüngliche Lebensdauer hinaus eine produktive Funktion erfüllen und die Kosten für die Stilllegung senken, während gleichzeitig neue Beschäftigungsmöglichkeiten geschaffen und zum Übergang zu grüner Energie beigetragen werden“, fügten sie hinzu .

In der Pressemitteilung wurde eine Vereinbarung mit dem britischen Energiespeicherunternehmen beschrieben SchwerkraftZiel war es, die Expertise von ABB in der Hebetechnik zu nutzen, um Gravitricity dabei zu helfen, die Markteinführung seines Schwerkraftsystems „Gravistore“ zu beschleunigen.

„Im Gegensatz zu Batterien kann das Gravitricity-System jahrzehntelang ohne Leistungseinbußen betrieben werden“, schwärmt ABB. „Gravitricity hat das System bereits mit einem maßstabsgetreuen Demonstrator getestet und erkundet das Potenzial, seine bahnbrechende Technologie in stillgelegten Minen weltweit einzusetzen.“

„Als Marktführer für Bergbauaufzüge mit einer großen installierten Basis von mehr als 1.000 Aufzugslösungen weltweit wird ABB durch die Bereitstellung von Forschungs- und Entwicklungs-, Produktentwicklungs- und Engineering-Teams zusammenarbeiten, die auf die Konstruktion, Konstruktion und den Betrieb von Bergbauaufzügen sowie auf Mechanik und Elektrik spezialisiert sind.“ und Steuerungstechnologien für das Heben“, fügte ABB hinzu.

„ABB blickt auf eine 130-jährige Geschichte mit Bergwerksaufzügen zurück, seit wir in den 1890er Jahren in Schweden erstmals einen solchen elektrifiziert haben, aber diese Zusammenarbeit mit Gravitricity zeigt, wie wir unsere Technologien weiter diversifizieren und anpassen können“, sagte Charles, Leiter der Business Line Hebezeuge bei ABB Bennett.

Mehr Interesse an unterirdischer Energiespeicherung

ABB ist nicht der Einzige, der von der Aussicht begeistert ist, stillgelegte Minenschächte in Kraftwerke zur Energiespeicherung umzuwandeln. Letztes Jahr hat sich ein internationales Forscherteam am International Institute for Applied Systems Analysis mit der Idee der Nutzung befasst eine Kombination aus Sand und verlassenen Minen für die Energiespeicherung im großen Maßstab.

„Die neue Technik namens Underground Gravity Energy Storage (UGES) bietet eine effektive langfristige Energiespeicherlösung und nutzt gleichzeitig inzwischen stillgelegte Bergbaustandorte, deren Zahl weltweit wahrscheinlich in die Millionen geht“, stellte das Team fest.

Das Team bewertete ein UGES-System, das regeneratives Bremsen einsetzt, ähnlich dem „Infinity Train“-System, das in der Bergbauindustrie auftaucht.

„UGES erzeugt Strom, wenn der Preis hoch ist, indem es Sand in eine unterirdische Mine senkt und die potenzielle Energie des Sandes durch regeneratives Bremsen in Strom umwandelt und dann den Sand mithilfe von Elektromotoren aus der Mine in ein oberes Reservoir hebt, um Energie zu speichern, wenn Strom vorhanden ist.“ günstig“, erklärt das Team.

Neues Leben für alte Minen und Bergleute

Das IIASA-Team verfolgt einen ganzheitlichen Ansatz hinsichtlich der Vorteile der Nutzung stillgelegter Minen zur Energiespeicherung.

„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“, erklärt IIASA-Forscher Julian Hunt, der Hauptautor der Studie.

Eine neue Energiespeicheranlage könnte auch neue Arbeitsplätze für Bergleute schaffen, die durch die Schließung von Minen vertrieben werden, und so dazu beitragen, das Wirtschaftsleben der umliegenden Gemeinden zu erhalten.

Laut der IIASA-Studie haben stillgelegte Minen das Potenzial, 7 bis 70 Terawattstunden Energie zu speichern, wobei China, Indien, Russland und die USA Hotspots für die Entwicklung sind.

Eine weitere Wendung der russischen Gasgeschichte

Halten Sie nicht den Atem an, damit Russland alles fallen lässt und zum nächsten Minenschacht rennt, um dort Energie zu speichern. Mit Ausnahme der Wasserkraft hinkt das Land der Entwicklung erneuerbarer Energien notorisch hinterher.

Russlands Nachbarn sind jedoch anderer Meinung. Einer von ihnen ist Rumänien. Das Land setzt auf seine inländischen Erdgasreserven, um sich von der Abhängigkeit von russischem Gas zu befreien, prüft aber auch Möglichkeiten für erneuerbare Energien und Energiespeicherung.

Im November startete das australische Schwerkraftspeicher-Startup Grüne Schwerkraft gab bekannt, dass es Möglichkeiten prüfen wird, sein Energiespeichersystem in 17 Minenschächten in vier verschiedenen Bergbaubetrieben in Rumänien einzusetzen.

„Green Gravity und Complexul Energetic Valea Jiului SA (CEVJ) haben eine Kooperationsrahmenvereinbarung unterzeichnet, um die Anwendung der innovativen Energiespeichertechnologie von Green Gravity zu untersuchen“, erklärte das Unternehmen in einer Pressemitteilung.

Neben der Untersuchung des Einsatzes der Technologie selbst werden in der Studie auch die Chancen und Hindernisse der Verbindung der Energiespeichersysteme mit erneuerbaren Energiequellen und dem Stromnetz bewertet.

Während Sie das im Auge behalten, schauen Sie sich einige parallele Aktionen an, die anderswo in der fossilen Energiebranche stattfinden. Beispielsweise das US-Unternehmen Renewell, das eine Energiespeicherlösung für stillgelegte Öl- und Gasquellen entwickelt hat.

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Bild: Unterirdisches Energiespeichersystem wird eingesetzt Schwerkraft in verlassenen Minenschächtenmit freundlicher Genehmigung von ABB.