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Von Elektrofahrrädern bis hin zu Telefonen sind Lithium-Ionen-Batterien überall zu finden. Diese Stromquellen haben jedoch Nachteile. Zum Beispiel sind sie teuer und Lithium ist ein knapper Rohstoff. Wissenschaftler arbeiten daher intensiv an Alternativen zur Energiespeicherung, zum Beispiel durch die Nutzung der Schwerkraft.
Die Gesetze der Schwerkraft bequem nutzen: Das bietet Möglichkeiten, Energie zu speichern und wieder freizusetzen. Eine Batterie, die dieses Prinzip verwendet, wird als Schwerkraftbatterie bezeichnet.
Ein Beispiel für eine solche Stromquelle ist ein Betonblock, der mit Hilfe von (grünem) Strom angehoben wird und beim Absenken Strom erzeugt. Sie können aber auch eine Schwerkraftbatterie herstellen, indem Sie Wasser in eine große Höhe pumpen und es durch Turbinen wieder nach unten fließen lassen.
Das Problem hierbei sind die Kosten und der Platzbedarf. Gravitricity aus Edinburgh, Schottland, arbeitet daher an einer brauchbaren, skalierbaren Batterie mit Gewichten. Im April 2021 testete das Unternehmen erfolgreich einen Prototyp: einen 15 Meter hohen Stahlturm mit einem daran befestigten Eisengewicht von 50 Tonnen. Elektromotoren hoben das Gewicht langsam an und senkten es dann allmählich ab, wodurch eine Reihe von Generatoren angetrieben wurden. Diese kleine Demonstrationsanlage erzeugte 250 kW Strom, genug, um etwa 750 Haushalte für eine kleine Stunde mit Strom zu versorgen. Gravitricity will stillgelegte Minenschächte in Tschechien, Polen und Südafrika nach dem gleichen Prinzip nutzen. Das Unternehmen schätzt, dass es weltweit rund 14.000 Minen gibt, die sich zur Speicherung von Gravitationsenergie eignen.
In der Schweiz hat eine andere Firma, Energy Vault, einen mehr als zwanzig Stockwerke hohen Prototyp gebaut (siehe Bild oben). In Zeiten, in denen mehr Ökostrom erzeugt wird, als das Stromnetz verkraften kann, heben von künstlicher Intelligenz angetriebene Kräne Blöcke von 30 Tonnen in die Höhe. Die künstliche Intelligenz sorgt dafür, dass sich die Krane bei Energiezufuhr sofort in Bewegung setzen und bei Energiebedarf absenken. Die Energy Vault-Testbatterie kann 35 MWh liefern. Dies ermöglicht acht Stunden, um den Bedarf von 2000 bis 3000 Haushalten zu decken.
Anstatt ein Gewicht anzuheben, kann überschüssiger Ökostrom auch zum Anheben eines Tauchkolbens verwendet werden. Dies geschieht in einem spanisch-marokkanischen Projekt. Die Bewegung drückt Wasser unter hohem Druck durch einen Generator. Ähnliche Schwerkraftbatterien werden in Kalifornien und Deutschland entwickelt.
Schwerkraftbatterien sind aufgrund ihrer Größe nicht für Anwendungen im kleinen Maßstab geeignet. Sie bieten jedoch eine gute Möglichkeit, überschüssige Wind- und Sonnenenergie zu speichern, um sie zu einem späteren Zeitpunkt noch nutzen zu können.
Dies ist eine der zehn alternativen Batterien, die in KIJK 4-2023 zu finden sind, das vom 16. März bis 12. April erhältlich ist.