Die Schwerkraft neu denken: RheEnergise bringt Pumpspeicherkraftwerke in die Berge

Das ist die Einschränkung, die RheEnergise aufheben möchte.

Das britische Unternehmen hat ein Pumpspeichersystem mit der Bezeichnung High-Density Hydro entwickelt, das nicht mit Wasser, sondern mit einer eigenen Flüssigkeit arbeitet, die 2,5 Mal dichter ist. Laut Stephen Crosher, CEO des Unternehmens, verwandelt sich dadurch das Problem der Unterbrechungen bei den erneuerbaren Energien in eine große Chance.

RheEnergise baut sein erstes Demonstrationsprojekt in vollem Umfang auf einem Hügel in der Nähe von Plymouth im Südwesten Englands. Die Bauarbeiten begannen im Juni letzten Jahres, und das Unternehmen erwartet Testergebnisse in diesem Sommer.

Dichter als Wasser, leichter in der Landschaft

Die Kernidee hinter der RheEnergise-Technologie ist einfach, aber wirkungsvoll: Wasser wird durch eine viel dichtere Flüssigkeit ersetzt, um mehr Energie auf weniger Raum zu speichern.

"Unsere Flüssigkeit ist eine Mineralsuspension in Wasser. Sie ist umweltverträglich, ungiftig, sehr dicht, aber sie ist eine voll fließende Flüssigkeit", erklärte Crosher. "Die Dichte ist 2,5-mal so hoch wie die von Wasser, also höher als die von Beton. Beton würde in unserer Flüssigkeit schwimmen."

Diese höhere Dichte bringt einen entscheidenden Vorteil mit sich: Die Leistung entspricht der von herkömmlichen Pumpspeicherkraftwerken, allerdings in viel geringerer Höhe. "Unsere Leistung ist bei 200 Metern genauso hoch wie die von Wasser in 500 Metern Höhe", so Crosher. "Es gibt viel, viel mehr Hügel auf der Welt als Berge".

Das Unternehmen schätzt, dass Projekte mit seiner Flüssigkeit die Höhe um 60% reduzieren oder die physische Grundfläche des Systems um 60% verringern können, oder ein Gleichgewicht zwischen beidem finden. In jedem Fall bedeutet dies kleinere, flexiblere Projekte, die näher am Energiebedarf angesiedelt werden können.

"Man kann ein Projekt komplett verstecken und maskieren, wenn es in einer sensiblen Landschaft liegt", fügte er hinzu und zeigte auf ein Konzeptbild der Landschaftsbaustelle in der Nähe von Plymouth. "Die Projekte können nach ihrer Fertigstellung so gut wie vollständig begraben und aus dem Blickfeld verschwinden.

Der technische Vorsprung

Während das Prinzip auf der konventionellen 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-Turbine, aber sie muss speziell für die Flüssigkeit neu konstruiert werden", so Crosher. "Es gibt Elemente der Francis-Turbinenkonstruktion, die nicht besonders gut mit der Mineralsuspension funktionieren.

Dieser Prozess, bei dem ausgereifte Technologien übernommen und angepasst werden, hat dem Unternehmen geholfen, schnell voranzukommen. "Es handelt sich um eine technische Tätigkeit, also nicht um Grundlagenforschung", bemerkte er.

Das Forschungs- und Entwicklungszentrum in Montreal spielt eine Schlüsselrolle bei der Verfeinerung und Validierung von Designs. "Wir bauen, testen, brechen. Zunächst führen wir theoretische Arbeiten durch... und dann bauen wir einen Prüfstand, um diese theoretischen Arbeiten zu validieren."

Ein Markt auf der Suche nach Speicherplatz

Der weltweite Vorstoß in Richtung erneuerbare Energien hat eine der zentralen Herausforderungen des Stromnetzes ans Licht gebracht: Wie kann man Energie aus unsteten Quellen wie Wind und Sonne speichern und bei Bedarfsspitzen liefern? An dieser Stelle wird die Langzeitspeicherung unverzichtbar.

RheEnergise positioniert seine Lösung im Sweet Spot zwischen Kurzzeitbatterien und ultralanger saisonaler Speicherung. "Bei einer Dauer von etwa acht Stunden sind wir etwa halb so teuer wie Lithium-Ionen-Batterien", so Crosher.

Er verwies auf britische Untersuchungen, die darauf hindeuten, dass die meisten Energieverschiebungen im Zeitfenster zwischen 4 und 20 Stunden stattfinden werden - ein Segment, in dem RheEnergise nach eigener Einschätzung dominieren kann. "Vielleicht 60% der gesamten Energie, die durch Speicherung verschoben wird, liegt in dem Teil des Marktes, in dem wir die größte Stärke haben.

Darüber hinaus ist der potenzielle Markt riesig. "Bis 2040 beläuft sich der globale Gesamtmarkt in Bezug auf die Investitionsausgaben auf $4 Billionen", sagte Crosher unter Berufung auf eine McKinsey-Studie für den Long Duration Energy Storage Council.

Minen, modulare Bauten und Marktdynamik

Einer der ersten Bereiche, auf die sich das Unternehmen konzentriert, sind aktive und stillgelegte Bergbaustandorte, die eine fertige Erhebung, einen hohen Energiebedarf und in einigen Fällen auch die Rohstoffe für die Herstellung der von RheEnergise entwickelten Flüssigkeit bieten.

"Bergwerke sind für uns ein wichtiger Markt", so Crosher. "Sie haben einen hohen Energiebedarf und arbeiten 24 Stunden am Tag, aber sie verstehen auch, was wir tun... und wir haben auch das Potenzial, unsere hochdichte Flüssigkeit aus einigen der Abfallstoffe zu erzeugen."

Das Interesse kommt aus der ganzen Welt. Das Unternehmen hat Kontakte zu mehr als 25 Ländern und unterzeichnete Absichtserklärungen mit Partnern in Kanada, dem Vereinigten Königreich, Chile und Australien.

Ein herausragender Fall ist der Norden Chiles, wo die Solarstromerzeugung die Aufnahmefähigkeit des Netzes übersteigt. "Während etwa 1.600 Stunden pro Jahr gehen die Preise auf dem chilenischen Strommarkt entweder gegen Null oder in den negativen Bereich", so Crosher. "Das liegt einfach an der schieren Menge an Solarstrom im Netz. Das ist gut für uns, aber es ist nicht gut für die Eigentümer dieser Energieanlagen".

Abschließende Tests und zukünftige Finanzierung

Das Projekt in Plymouth tritt nun in die Phase der Inbetriebnahme ein. "Wir sind gerade dabei, die Baustelle mit Strom zu versorgen. Nächste Woche nehmen wir die elektrische Seite der Generatoren, Motoren und Antriebe in Betrieb", so Crosher. "Die Ergebnisse sind ein Prozess, den wir im Laufe des Sommers abschließen werden.

Bislang hat das Unternehmen mehr als 15 Millionen Pfund aufgebracht, zwei Drittel davon in Form von nicht verwässernden Zuschüssen, wobei in der letzten Seed-Runde noch 2 Millionen Pfund zur Verfügung stehen. "Der Aktienkurs liegt bei 15,76 Pfund... wir wollen, dass sich das ändert, hoffentlich um das Drei- oder Vierfache, wenn wir Ende des Jahres zur institutionellen Runde gehen.

Danach sieht der Fahrplan Erst- und Folgeprojekte im Vereinigten Königreich, in Irland, Polen und Nordamerika vor.

Die Vision bleibt einfach: "High-Density Hydro". Projekte auf kleinen Hügeln statt auf Bergen zu platzieren. Und dafür verwenden wir eine mineralische Suspension mit hoher Dichte."