Pumpspeicherkraftwerke sind seit langem ein bewährtes Verfahren zur Energiespeicherung – zuverlässig, bewährt und in der Lage, netzdienliche Kapazitäten bereitzustellen. Doch die traditionelle Pumpspeichertechnik hat einen Haken: Sie benötigt Berge und viel Wasser.
Diese Einschränkung möchte RheEnergise beseitigen.
Das britische Unternehmen hat ein Pumpspeichersystem namens „High-Density Hydro“ entwickelt, das nicht mit Wasser, sondern mit einer proprietären Flüssigkeit mit 2.5-mal höherer Dichte arbeitet. Dieser Wandel, so CEO Stephen Crosher, „verwandelt das Problem der Intermittenz erneuerbarer Energien in eine riesige Chance.“
RheEnergise errichtet sein erstes Demonstrationsprojekt in vollem Umfang an einem Hang in der Nähe von Plymouth im Südwesten Englands. Die Bauarbeiten begannen im Juni letzten Jahres, und das Unternehmen erwartet im Sommer Testergebnisse.
Dichter als Wasser, leichter in der Landschaft
Die Kernidee hinter der Technologie von RheEnergise ist einfach, aber wirkungsvoll: Ersetzen Sie Wasser durch eine viel dichtere Flüssigkeit, um mehr Energie auf weniger Raum zu speichern.
„Unsere Flüssigkeit ist eine Mineralsuspension in Wasser. Sie ist umweltfreundlich, ungiftig, sehr dicht und dennoch vollständig fließend“, erklärte Crosher. „Die Dichte beträgt das 2.5-fache von Wasser und ist damit knapp höher als die von Beton. Beton würde in unserer Flüssigkeit schwimmen.“
Diese höhere Dichte bietet einen entscheidenden Vorteil: Die Leistung entspricht der eines herkömmlichen Pumpspeicherkraftwerks, allerdings in deutlich geringeren Höhenlagen. „Unsere Leistung ist in 200 Metern Tiefe dieselbe wie die von Wasser in 500 Metern“, sagte Crosher. „Es gibt auf der Welt viel, viel mehr Hügel als Berge.“
Das Unternehmen schätzt, dass Projekte mit seiner Flüssigkeit die Höhe um 60 % reduzieren oder den physischen Platzbedarf des Systems um 60 % verringern oder ein Gleichgewicht zwischen beidem herstellen können. In jedem Fall bedeutet dies kleinere, flexiblere Projekte, die näher am Energiebedarf angesiedelt werden können.
„Man kann ein Projekt komplett verbergen und maskieren, wenn man sich in einer sensiblen Landschaft befindet“, fügte er hinzu und zeigte auf ein Konzeptbild des Landschaftsbauwerks in der Nähe von Plymouth. „Die Projekte können nach ihrer Fertigstellung praktisch vollständig unter Verschluss gehalten und verborgen werden.“
Der technische Vorsprung
Während das Prinzip auf konventioneller Wasserkraft basiert, sind die Details alles andere als das. Die Flüssigkeit von RheEnergise erfordert maßgeschneiderte Pumpen und Turbinen, die an eine höhere Dichte und andere Strömungseigenschaften angepasst sind.
„Die Architektur der Turbine ist dieselbe, es handelt sich um eine Francis-Turbinenarchitektur, aber sie muss speziell für die Flüssigkeit neu konstruiert werden“, sagte Crosher. „Es gibt Elemente des Francis-Turbinendesigns, die mit der Mineralsuspension nicht besonders gut funktionieren.“
Dieser Prozess, ausgereifte Technologien zu übernehmen und anzupassen, hat dem Unternehmen geholfen, schnell voranzukommen. „Es handelt sich um eine Ingenieurstätigkeit, also keine Grundlagenforschung“, bemerkte er.
Ihr Forschungs- und Entwicklungszentrum in Montreal spielt eine Schlüsselrolle bei der Verfeinerung und Validierung von Designs. „Wir bauen, testen, zerlegen. Zuerst führen wir einige theoretische Arbeiten durch … und dann bauen wir einen Prüfstand und validieren diese theoretischen Arbeiten tatsächlich physisch.“
Eine der maßgeschneiderten Turbinen, die von RheEnergise verwendet werden.
Ein Markt auf der Suche nach Speichermöglichkeiten
Der weltweite Vorstoß in Richtung erneuerbarer Energien hat eine der zentralen Herausforderungen für das Stromnetz offengelegt: die Speicherung von Energie aus intermittierenden Quellen wie Wind und Sonne sowie deren Bereitstellung bei Bedarfsspitzen. Hier wird die Langzeitspeicherung unverzichtbar.
RheEnergise positioniert seine Lösung im Sweetspot zwischen Kurzzeitbatterien und ultralanger saisonaler Speicherung. „Mit einer Laufzeit von etwa acht Stunden kosten wir etwa die Hälfte von Lithium-Ionen-Batterien“, sagte Crosher.
Er verwies auf britische Studien, die darauf schließen lassen, dass die meisten Energieverschiebungen im 4- bis 20-Stunden-Zeitfenster stattfinden werden – ein Segment, in dem RheEnergise seiner Meinung nach dominieren kann. „Vielleicht 60 % der gesamten durch Speicherung verschobenen Energie entfallen auf den Teil des Marktes, in dem wir die größte Stärke haben.“
Darüber hinaus ist der potenzielle Markt riesig. „Bis 2040 wird der globale Gesamtmarkt gemessen an den Investitionsausgaben vier Billionen Dollar betragen“, sagte Crosher und verwies auf eine McKinsey-Studie für den Long Duration Energy Storage Council.
Minen, modulare Bauten und Marktdynamik
Einer der ersten Schwerpunkte des Unternehmens sind aktive und stillgelegte Bergbaustandorte, die über eine vorhandene Förderhöhe, einen hohen Energiebedarf und in einigen Fällen über die Rohstoffe zur Herstellung der proprietären Flüssigkeit von RheEnergise verfügen.
„Bergwerke sind für uns ein wichtiger Markt“, sagte Crosher. „Sie haben einen hohen Energiebedarf und sind rund um die Uhr in Betrieb. Aber sie verstehen genau, was wir tun … und wir haben außerdem das Potenzial, aus einigen der Abfallstoffe unsere hochverdichtete Flüssigkeit herzustellen.“
Das Interesse kommt aus aller Welt. Das Unternehmen verfügt über Kunden aus mehr als 25 Ländern und hat Absichtserklärungen mit Partnern in Kanada, Großbritannien, Chile und Australien unterzeichnet.
Ein herausragendes Beispiel ist Nordchile, wo die Solarstromerzeugung die Aufnahmekapazität des Netzes übersteigt. „Rund 1,600 Stunden im Jahr sinken die Preise auf dem chilenischen Strommarkt entweder auf null oder sogar ins Minus“, sagte Crosher. „Das liegt allein an der enormen Menge an Solarenergie im Netz. Das ist großartig für uns, aber nicht gut für die Eigentümer dieser Energieanlagen.“
Beim RheEnergise-Verfahren können kleinere Hügel genutzt werden als bei herkömmlicher Wasserkraft.
Abschlussprüfungen und zukünftige Finanzierung
Das Plymouth-Projekt befindet sich nun in der Inbetriebnahmephase. „Wir nehmen den Standort gerade mit Strom auf. Nächste Woche nehmen wir die elektrischen Anlagen der Generatoren, Motoren und Antriebe in Betrieb“, sagte Crosher. „Wir erwarten, dass wir im Sommer Ergebnisse erzielen.“
Bislang hat das Unternehmen über 15 Millionen Pfund eingesammelt, zwei Drittel davon in Form nicht verwässernder Zuschüsse. In der letzten Seed-Runde stehen noch 2 Millionen Pfund zur Verfügung. „Der Aktienkurs liegt bei 15.76 Pfund … wir wollen, dass sich das ändert, hoffentlich drei- oder viermal, wenn wir Ende des Jahres in die institutionelle Runde gehen.“
Danach stehen auf der Roadmap neuartige Projekte und Folgeprojekte in Großbritannien, Irland, Polen und Nordamerika auf dem Plan.
Die Vision bleibt einfach: „Hochdichte Wasserkraft. Projekte sollen auf kleinen Hügeln statt auf Bergen entstehen. Dafür verwenden wir eine hochdichte Mineralsuspension.“
