Ein deutsch-amerikanisches Projekt wird 2026 vor der kalifornischen Küste 400 Tonnen schwere Kugeln versenken, um erneuerbare Energie zu speichern und bei Bedarf bereitzustellen.Die Zukunft der Energiespeicherung könnte unter dem Meer liegen. Forscher des Fraunhofer-Instituts IEE und Partner aus den USA stellen derzeit die erste hohle Betonkugel (400 Tonnen und neun Meter Durchmesser) fertig, die 2026 in 600 Metern Tiefe vor der kalifornischen Küste verankert werden soll. Ihre Aufgabe: überschüssige Energie aus Offshore-Windparks zu speichern und später wie eine Batterie wieder abzugeben, allerdings über einen Zeitraum von sechs Jahrzehnten und ohne Lithium.
Wie die Betonkugeln funktionieren und warum sie herkömmliche Lithium-Batterien in puncto Zyklen und Nachhaltigkeit übertreffen
Die Technologie mit dem Namen Stored Energy at Sea (StEnSea) ahmt das traditionelle Hydraulikpumpen nach, nur dass der „oberer Stausee” der die Kugel umgebende Ozean ist. Wenn überschüssige Elektrizität vorhanden ist, pumpen Pumpen das Wasser aus dem Inneren ab und leiten es ins Meer: Der entstehende Hohlraum lässt die Kugel „aufgeladen” zurück. Später fließt das Wasser durch ein Ventil zurück, durchläuft die Turbine und erzeugt bis zu 0,5 MW, bevor es den Hohlraum wieder füllt. So werden pro Zyklus etwa 0,4 MWh gewonnen, genug, um einen durchschnittlichen US-Haushalt fast zwei Wochen lang mit Strom zu versorgen.
Welche Vorteile bietet es gegenüber elektrochemischen Batterien? Zum einen ist es nicht von kritischen Metallen abhängig und produziert keine giftigen Abfälle, zum anderen hält es Zehntausende von Zyklen ohne nennenswerte Verschlechterung stand. Können Sie sich vorstellen, nie wieder alle paar Jahre Batterien zu wechseln?
Wichtige Daten, Leistung und Kapazität: Alles, was wir über das Pilotprojekt StEnSea in Kalifornien nach der bestätigten Finanzierung wissen
- Aktuelles Design: 9 m Durchmesser, 400 t.
- Betriebstiefe: 500–600 m.
- Ausgangsleistung: 0,5 MW.
- Kapazität pro Zyklus: 0,4 MWh.
- Geschätzte Lebensdauer: 50–60 Jahre; Turbine und Pumpe 20 Jahre.
- Beginn der Installation: zweites Halbjahr 2026.
- Budget: 3,4 Mio. € von der deutschen Regierung und 4 Mio. US$ vom DOE.
Parameter Wert Öffentliche Quelle
Durchmesser 9 m Fraunhofer IEE
Gewicht 400 t Fraunhofer IEE
Tiefe 500–600 m DOE/Fraunhofer
Leistung 0,5 MW Power Engineering
Kapazität 0,4 MWh New Atlas
Wie Sie sehen, zielt die Anlage nicht auf hohe Leistungszahlen ab, sondern soll die Machbarkeit und Skalierbarkeit der Idee unter Beweis stellen. Später könnten dann 30 Meter große Kugeln eingesetzt werden, die Dutzende von Megawattstunden speichern können.
Technische Anforderungen, Kosten und geschätzte Lebensdauer dieser innovativen Unterwasserspeichertechnologie, die private Investoren anziehen soll
Damit eine Kugel ihre maximale Leistung erbringen kann, müssen drei technische Voraussetzungen erfüllt sein:
- Steile Meeresböschung, die große Tiefen in geringer Entfernung zur Küste ermöglicht.
- Elektrische Verbindung mit Windparks oder anderen erneuerbaren Energiequellen.
- Umweltgenehmigungen, die eine minimale Auswirkung auf die lokale Fauna und Fischerei bescheinigen.
Was die Kosten angeht, schätzen die Ingenieure für den Prototyp etwa 500 € pro kWh. Das mag hoch erscheinen, aber da keine teuren Rohstoffe benötigt werden und die Technologie sehr langlebig ist, liegen die Energiekosten bei etwa 0,06 € pro kWh und sind damit konkurrenzfähig gegenüber herkömmlichen Pumpspeicherkraftwerken.
Das StEnSea-Projekt im Rahmen der Energiewende und der mittelfristigen Reduzierung der CO₂-Emissionen nach Berechnungen des Fraunhofer-Instituts
Nach Angaben des Fraunhofer-Instituts liegt das weltweite Potenzial dieser Technologie bei rund 820.000 GWh. Um Ihnen eine Vorstellung zu geben: Allein die zehn besten Standorte in Europa könnten die Kapazität der Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland vervierfachen.
Wichtigste Vorteile
- Beseitigung des Engpasses durch Lithium-Batterien.
- Direkte Integration mit Offshore-Windkraft und in Zukunft mit experimentellen Fusionen.
- Langlebigkeit, die der Lebensdauer von Windkraftanlagen entspricht und die Betriebskosten senkt.
- Einfache Wartung: Turbine und Pumpe werden alle zwei Jahrzehnte ausgetauscht.
Wenn das kalifornische Pilotprojekt also erfolgreich ist, werden wir bald Konstellationen von Kugeln in den Ozeanen der ganzen Welt sehen. Wer möchte nicht sauberen und stabilen Strom, während er schläft?
