Unterwasser-Kraftwerke auf dem Meeresgrund
Feldversuch mit einer Drei-Meter-Kugel im Bodensee.
Das Fraunhofer-Institut IEE hat mit dem Projekt StEnSea eine innovative Technologie entwickelt, die das Prinzip von Pumpspeicher-Kraftwerken auf den Meeresgrund überträgt. Nach erfolgreichen Tests im Bodensee folgt ein Testlauf vor der kalifornischen Küste in 500 Metern Tief. Ein Meilenstein für kosteneffiziente Energiespeicherung.
Pumpspeicher-Kraftwerke sind eine bewährte Methode zur Energiespeicherung, stossen an Land jedoch an Grenzen. Das Projekt StEnSea überträgt dieses Prinzip auf den Meeresgrund, wo Platz und Bedingungen ideal für diese Technologie sind. Der Prototyp besteht aus einer hohlen Betonkugel, die durch Wasserzu- und -abfluss Strom speichert oder erzeugt.
Feldversuch und Funktionsweise
Im Bodensee wurde erfolgreich eine drei Meter grosse Kugel getestet. Nun soll eine 400-Tonnen-Betonkugel mit einem Durchmesser von neun Metern vor Long Beach, Kalifornien, verankert werden. Die Kugel wird leergepumpt, um Energie zu speichern, und erzeugt Strom, indem Wasser zurückströmt und eine Pumpturbine antreibt.
Die Leistung des Prototyps liegt bei 0,5 MW, die Kapazität bei 0,4 MWh. Das Fraunhofer-Team plant, das System auf Kugeln mit einem Durchmesser von 30 Metern zu skalieren, die eine Leistung von 30 MW und eine Kapazität von 120 MWh erreichen können.
Vorteile und Einsatzmöglichkeiten
Wassertiefen von 600 bis 800 Metern sind für diese Speichertechnologie ideal. Hier ermöglichen Druck und Wandstärke kosteneffiziente Konstruktionen. Mögliche Standorte gibt es weltweit, beispielsweise vor Norwegen, Portugal oder der US-Küste. Die Technologie eignet sich auch für tiefe Seen oder geflutete Tagebaue.
Das globale Speicherpotenzial wird auf 817.000 GWh geschätzt, was deutlich über der Kapazität konventioneller Pumpspeicher-Kraftwerke liegt. Anwendungen reichen von Arbitragegeschäften bis zur Stabilisierung von Stromnetzen durch Regelreserve.
Wirtschaftlichkeit und Skalierung
Mit Speicherkosten von rund 4,6 Cent pro Kilowattstunde und einer Lebensdauer der Betonkugel von bis zu 60 Jahren ist die Technologie kosteneffizient. Die Effizienz pro Speicherzyklus liegt bei 75 bis 80 Prozent. Ein Pilotpark mit sechs Kugeln könnte jährlich 520 Speicherzyklen erreichen.
Perspektiven für die Energiewende
Bernhard Ernst, Projektleiter am Fraunhofer IEE, betont die Bedeutung der StEnSea-Technologie: «Mit der globalen Energiewende steigt der Speicherbedarf enorm. Unsere Unterwasser-Kugelspeicher sind eine kostengünstige Lösung für kurze bis mittlere Speicherzeiträume.»
Die StEnSea-Kugelspeicher bieten eine zukunftsweisende Technologie für die Energiespeicherung. Mit dem Testlauf vor der kalifornischen Küste macht das Fraunhofer-Team einen wichtigen Schritt hin zur Skalierung und Kommerzialisierung. Die Technologie hat das Potenzial, die Energiespeicherung weltweit nachhaltig zu revolutionieren.