Elektrische Züge können Windkraft speichern

Ein kalifornisches Start-up hat einen Energiespeicher auf Schienen entwickelt. Dabei treibt Wind- oder Sonnenenergie einen Elektro-Zug einen Berg hinauf und erzeugt beim Herabrollen Strom. Die Technologie soll eine effizientere und umweltfreundlichere Alternative zu den bisher gängigen Pumpspeicherkraftwerken mit Wasser darstellen.

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Das ARES-System nutzt Schwerkraft und einen Elektromotor zur Speicherung von Wind- und Sonnenenergie. (Illustration: Aresnorthamerica)

Das ARES-System nutzt Schwerkraft und einen Elektromotor zur Speicherung von Wind- und Sonnenenergie. (Illustration: Aresnorthamerica)

Das ARES-Shuttle ist ein Vorläufer des endgültigen Projekts. (Foto: Aresnorthamerica)

Das ARES-Shuttle ist ein Vorläufer des endgültigen Projekts. (Foto: Aresnorthamerica)

Ein kalifornisches Start-up hat einen Energiespeicher für Wind- und Sonnenenergie auf Schienen entwickelt, das nun erstmals die Zustimmung für die Nutzung der Technologie für ein kommerzielles Projekt in Nevada bekommen hat.

Dazu fährt ein Zug mit Elektromotor mittels Windkraft ein schweres Gewicht einen Berg hinauf. Wird Strom benötigt, rollt der Zug auf seinen Schienen dank der Schwerkraft abwärts – der Elektromotor läuft quasi rückwärts und erzeugt dabei Strom. Das gleiche elektromechanische Prinzip wird auch in einigen Elektrofahrzeugen zur Wiederverwertung der Bremsenergie genutzt: Wenn ein Induktionsmotor, der einen Zug oder Auto antreibt, umgekehrt wird, erzeugt er Strom.

Das System nennt sich ARES – kurz für Advanced Rail Energy Storage und ähnelt dem eines Pumpspeicherwerks ohne Wasser. Bei den derzeit gängigen Pumpspeichersystemen wird Wasser mittels Windenergie von einem tiefen zu einem höheren Ort gepumpt, etwa in einen Speichersee, und dann bei Bedarf abgelassen, um die gespeicherte Energie mittels Schwerkraft wieder freizusetzen.

Der Vorteil der ARES-Technologie ist im Vergleich dazu, dass sie ohne Wasser auskommt und dadurch nicht so massiv in die Landschaft eingreift wie es etwa der Bau eines Speichersees auf einer Bergkuppe tun würde. Keine Täler würden geflutet, keine Dämme gebaut werden. Zudem sei die Effizenz und der Wirkungsgrad höher, da das benutzte Gewicht zweimal schwerer ist als Wasser und zudem dreimal höher transportiert wird.

„Wir brauchen keinen wissenschaftlichen Durchbruch in der Chemie oder in der Physik. Wir nutzen ganz einfach die Schwerkraft, und zwar mit einer hunderte von Jahren alten Schienentechnik“, so der Gründer des Unternehmens aus Santa Barbara, Jim Kelly.

Konkret will ARES dazu eine knapp 9 Kilometer lange Schienen-Strecke mit einem Steigungswinkel von acht Grad verlegen, womit gut 600 Höhenmeter zurückgelegt werden. Auf die Gleise kommen dann sieben Züge mit jeweils 8.600 Tonnen Gewicht, bestehend jeweils aus zwei Lokomotiven und vier Eisenbahnwaggons. Das gesamte System, einschließlich der Station und der Steuerungssysteme, würden umgerechnet etwa 174015 Quadratmeter öffentlicher Fläche bei Pahrump im US-Bundesstaat Nevada einnehmen. Baubeginn ist 2017 geplant, 2019 soll der Betrieb aufgenommen werden.

Gemeinsam mit der örtlichen Genossenschaft Valley Electric Association wolle ARES den Strom dann an den kalifornischen Strommarkt CAISO verkaufen, um dort Angebot und Nachfrage im Netz kurzfristig ausgleichen zu helfen.

Das Projekt soll zunächst 50 Megawatt Stromkapazität und 12,5 Megawattstunden Energie liefern. Allerdings will der CEO James Kelly auf bis zu 1 Gigawatt Kapazität anwachsen und so effizienter werden. „Mit einem 500-Megawatt-Projekt würde sich die Kapazität verdoppeln und die Kapitalkosten dafür um 20 Prozent sinken“, so Kelly. Mit einem Gigawatt könnte der Zug sogar eine halbe Million Haushalte mit Strom versorgen.

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