Ein Forscherteam unter Leitung des österreichischen International Institute for Applied Systems Analysis (IIASA) entwickelt eine neuartige Methode zur Stromspeicherung durch den Transport von Sand in stillgelegten unterirdischen Minen. Die Technik mit der Bezeichnung „Underground Gravity Energy Storage“ (UGES) biete eine wirksame Lösung für die langfristige Energiespeicherung, teilte das IIASA mit. Gleichzeitig nutze sie die stillgelegten Bergbaustätten, von denen es weltweit wahrscheinlich mehrere Millionen gibt.
UGES erzeugt Strom, wenn der Preis hoch ist, indem mit Sand befüllte Behälter 200 bis zu 1200 Meter tief in ein aufgelassenes Bergwerk abgesenkt und die potenzielle Energie des Sandes durch regeneratives Bremsen in Strom umgewandelt wird. Wenn Strom billig ist, hebt die Technik den Sand mithilfe von Elektromotoren aus dem Schacht in ein oberirdisches Reservoir, um Energie zu speichern. Pro Anlage und je nach Tiefe des Schachts in einer Größenordnung von bis zu 1,7 Gigawattstunden.
Forscher aus Österreich wollen aufgelassene Kohleminen nicht mehr verfüllen, sondern als Energiespeicher nutzen – mithilfe von mit Sand gefüllten Containern, die in den Schacht hinuntersausen und per Rekuperation Strom generieren. Grafik: IIASA
Die Hauptbestandteile eines Stromspeichers nach dem UGES-Konzept sind nach Angaben der Forscher aus Laxenberg bei Wien der Schacht, der Generator, die oberen und unteren Lagerstätten und die Bergbauausrüstung. Je tiefer und breiter der Schacht sei, desto mehr Energie könne aus der Anlage entnommen werden. Und je größer das Bergwerk sei, desto größer sei auch die Energiespeicherkapazität der Anlage.
Nutzung vorhandener Ressourcen
Nach Ansicht der Forscher aus Österreich ist das Verfahren preisgünstiger als der Bau von großen Pumspeicherwerken, bei denen Wasser über Rohrleitungen zwischen zwei großen Becken hin und her befördert wird. „Bergwerke verfügen bereits über die grundlegende Infrastruktur und sind an das Stromnetz angeschlossen, was die Kosten des Stromspeichers erheblich senkt und die Implementierung von Uges-Anlagen erleichtert“, sagte Julian Hunt, Forscher im IIASA-Programm für Energie, Klima und Umwelt und Hauptautor der Studie. Andere Energiespeichermethoden, beispielsweise Batterien, verlieren zudem über lange Zeiträume Energie durch Selbstentladung. Das Energiespeichermedium Sand gehe hingegen keine Energie durch Selbstentladung verloren, was eine Energiespeicherung von Wochen bis zu mehreren Jahren ermögliche.
In Kooperation mit dem Branchendienst energate.
„Wenn ein Bergwerk geschlossen wird, werden Tausende von Arbeitern entlassen. Dies hat verheerende Folgen für die Gemeinden, die für ihre Wirtschaftsleistung ausschließlich auf das Bergwerk angewiesen sind“, so Hunt weiter. Uges würde einige Arbeitsplätze schaffen, wenn die Mine nach ihrer Schließung Energiespeicherdienste anbieten würde.
Die Investitionskosten für UGES liegen bei etwa 1 bis 10 US-Dollar/ kWh und die Kosten für die Stromkapazität bei 2.000 US-Dollar/kWh. Das weltweite Potenzial dieser Technologie schätzen die Forscher auf 7 bis 70 TWh, wobei sich der größte Teil dieses Potenzials auf aufgelassene Kohlebergwerke in China, Indien, Russland und die USA konzentriert.
Die stillgelegten Steinkohleminen im Ruhrgebiet sind für unterirdische Sandspeicher übrigens nicht geeignet. Denn diese sind bereits geflutet, wie ein Sprecher der RAG, die für die ehemaligen Zechen zuständig ist, erklärte.