Betonkugeln sollen unter Wasser Energie speichern
Das Fraunhofer-Institut plant 2026 einen neuartigen Unterwasser-Energiespeicher: Betonkugeln als Pumpspeicher-Kraftwerke auf dem Meeresgrund.
Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE) hat eine vielversprechende Lösung entwickelt. Sie soll überschüssigen Strom aus erneuerbaren Quellen speichern.
Die Technologie basiert auf dem Prinzip eines Pumpspeicher-Kraftwerks. Statt Stauseen nutzt sie jedoch hohle Betonkugeln auf dem Meeresgrund.
Wie funktionieren die Betonkugeln?
Die Betonkugeln funktionieren wie ein umgekehrtes Pumpspeicherwerk. Bei Stromüberschuss wird Wasser aus den Kugeln gepumpt.
Wird später Energie benötigt, strömt Wasser durch Turbinen zurück. So erzeugen die Kugeln wieder Strom.
Das Konzept nennt sich «Stored Energy in the Sea» (StEnSea).
Erfolgreiche Tests im Bodensee
Erste Versuche im Bodensee verliefen bereits erfolgreich. Dort testeten die Forscher ein Modell mit drei Metern Durchmesser.
Es wurde auf 100 Meter Tiefe hinabgelassen. Es habe genau so funktioniert, wie sie es sich vorgestellt hätten, sagt Projektleiter Matthias Puchta gegenüber «enex.me».
Die Forscher konnten tatsächlich Energie speichern. Für den kommerziellen Einsatz sind jedoch grössere Dimensionen geplant.
Wie effizient sind die Betonkugeln als Energiespeicher?
Eine Kugel mit 30 Metern Durchmesser könnte laut «enex.me» 20 Megawattstunden speichern. Das entspricht dem Jahresverbrauch von fünf bis zehn Haushalten.
Die Betonkugeln sollen 50 bis 60 Jahre halten. Pumpturbine und Generator müssen etwa alle 20 Jahre ausgetauscht werden.
Die Effizienz über einen vollständigen Lade- und Entladezyklus liegt bei 75 bis 80 Prozent.
Geplanter Grossversuch vor Kalifornien
Nun plant das Fraunhofer IEE gemeinsam mit Partnern einen grösseren Test. Er soll vor der Küste Kaliforniens stattfinden.
Dort wollen die Forscher eine Betonkugel mit neun Metern Durchmesser versenken. Sie soll in 500 bis 600 Metern Tiefe verankert werden.
Mit 400 Tonnen Gewicht wird sie deutlich grösser als das Bodensee-Modell sein. Der Prototyp soll eine Leistung von 0,5 Megawatt und eine Kapazität von 0,4 Megawattstunden haben.
Startschuss soll 2026 sein
«ingenieur» berichtet, dass der Test für 2026 geplant ist. Das Fraunhofer IEE arbeitet dabei mit zwei Partnern zusammen.
Das US-Start-up Sperra ist auf 3D-Betondruck spezialisiert. Pleuger Industries liefert Unterwasser-Motorpumpen.
Potenzial und Wirtschaftlichkeit der Technologie
Die Forscher sehen grosses Potenzial für die Technologie. Laut «ingenieur» schätzen sie das weltweite Speicherpotenzial auf 817'000 Gigawattstunden.
Allein an den zehn besten europäischen Standorten wären es etwa 166'000 Gigawattstunden. Die Speicherkosten veranschlagt das Fraunhofer IEE auf etwa 4,6 Cent pro Kilowattstunde.
Die Investitionskosten liegen bei 1,354 Euro (umgerechnet 1,27 Franken) pro Kilowatt Leistung. Pro Kilowattstunde Kapazität fallen 158 Euro (rund 148 Franken) an.
Herausforderungen und Zukunftsaussichten
Trotz der vielversprechenden Ergebnisse gibt es noch Herausforderungen. Eine davon ist die Herstellung der grossen Betonkugeln.
«ingenieur» berichtet, dass eine hohle Betonkugel dieser Grösse noch nie gegossen wurde. Dennoch sind die Forscher optimistisch.
Vorteile gegenüber Batteriespeicher
Die Entwickler sehen Vorteile gegenüber herkömmlichen Pumpspeicher-Kraftwerken: Die naturräumlichen und ökologischen Restriktionen seien dort weit geringer.
Der geplante Test unter Wasser vor Kalifornien wird zeigen, ob sich die Technologie in der Praxis bewährt. Wenn ja, könnte sie einen wichtigen Beitrag zur Energiewende leisten.
Sie würde helfen, die schwankende Produktion erneuerbarer Energien auszugleichen.
