Sobald eine Mine ihr Erz erschöpft hat, hat sie wirklich keinen Nutzen mehr – sie wird nur noch zu einem verlassenen Loch im Boden. Einer neuen Studie zufolge könnten die Schächte solcher Minen jedoch in energiespeichernden Schwerkraftbatterien dienen.

 

Zunächst einmal, was ist ein Schwerkraftbatterie?

 

Nun, kurz gesagt, es ist ein System, in dem Strom erzeugt wird, indem eine schwere Last freigesetzt wird, die dann herunterfällt. Dieser Strom kann dann zu Zeiten hoher Anforderungen an das kommunale Netz genutzt werden. Zu anderen Zeiten, wenn es Überschuss Energie im Netz, das Gravitationsbatteriesystem verwendet einen Teil dieser Energie, um die Last wieder hochzuziehen und die Energie effektiv für eine spätere Verwendung zu speichern.

 

Eine der am weitesten verbreiteten Technologien ist das sogenannte Pumpspeicherkraftwerk. Bei diesem Aufbau wird Wasser aus großer Höhe freigesetzt und erzeugt Strom, indem Turbinen hochgefahren werden, während es bergab fließt. Wenn überschüssige Energie verfügbar ist, wird dieses Wasser zum Ausgangspunkt zurückgepumpt.

 

Im vergangenen Jahr schlugen Wissenschaftler des österreichischen Internationalen Instituts für angewandte Systemanalyse (IIASA) vor, a andere Art von Schwerkraftbatterie. Die Grundidee war, dass die Aufzüge in Hochhäusern regenerative Bremssysteme verwenden würden, um Strom zu erzeugen, während gewichtete Nutzlasten von höheren zu niedrigeren Stockwerken abgesenkt würden. Autonome Trailer-Roboter würden die Lasten je nach Bedarf in die Aufzüge hinein- und herausziehen.

 

Das bringt uns zu dem unterirdischen Gravitationsenergiespeichersystem (UGES), das kürzlich von denselben Forschern vorgeschlagen wurde. Es würde auch Aufzüge verwenden, aber diese würden sich in bestehenden stillgelegten Minenschächten befinden und Container voller Sand heben und senken.

 

Ein Diagramm des vorgeschlagenen unterirdischen Schwerkraft-Energiespeichersystems

Eine Reihe von Elektromotor-/Generatoreinheiten auf beiden Seiten des Schachts bewegte jeden Aufzug auf und ab, erzeugte auf dem Weg nach unten durch regeneratives Bremsen Strom und verbrauchte dann einen Teil dieses Stroms auf dem Weg zurück nach oben.

 

Für maximale Effizienz könnten die Aufzüge eine Sandladung an der Oberfläche aufnehmen, diese Ladung am Boden des Schachts entfernen und dann leer zur Oberfläche zurückkehren. Natürlich würde sich in diesem Szenario der Lagerbereich am Boden des Schachts irgendwann mit Sand füllen. Aus diesem Grund müssten die Aufzüge bei einem Energieüberschuss im Netz einen Teil des Sandes wieder nach oben bringen. Für die Be- und Entladung würde eine Kombination aus Elektroförderbändern und Muldenkippern zum Einsatz kommen.

 

Die Wissenschaftler schätzen, dass UGES ein globales Energiespeicherpotenzial von 7 bis 70 TWh (Terawattstunden) haben könnte, wobei die meisten Anlagen in Ländern stehen, in denen es bereits viele stillgelegte Minen gibt, wie China, Indien, Russland und andere die USA.

 

„Wenn eine Mine schließt, werden Tausende von Arbeitern entlassen […] UGES würde ein paar freie Stellen schaffen, da die Mine Energiespeicherdienste anbieten würde, nachdem sie den Betrieb eingestellt hat“, sagte Julian Hunt von IIASA, Hauptautor eines Artikels über die Studie. „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.“

 

Das Papier wurde kürzlich in der Zeitschrift veröffentlicht Energien.

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