Im Rahmen des globalen Übergangs zu erneuerbaren Energiequellen bleibt deren Instabilität ein zentrales Problem. Die Sonne scheint nicht immer und der Wind weht nicht ständig. Ingenieure auf der ganzen Welt bieten jedoch unerwartete Lösungen zur Energiespeicherung an und verwandeln gewöhnliche Elemente wie Luft, Salz, Sand und sogar menschlichen Schweiß in „Batterien“.

Verflüssigte Luft als riesiger Akku

In Großbritannien gewinnt das Projekt Carrington des Startups Highview Power an Fahrt. Ingenieure nutzen überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen, um Luft auf kritische -96°C abzukühlen. Bei dieser Temperatur wird das Gas zu einer Flüssigkeit, die in Tanks von mehreren Stunden bis zu mehreren Wochen gelagert werden kann.

Wenn die Nachfrage nach Strom steigt, wird die verflüssigte Luft erhitzt und dehnt sich schnell aus. Dieser Prozess treibt Turbinen an, die Elektrizität erzeugen. Ein wesentlicher Vorteil der Technologie ist das Fehlen von Treibhausgasemissionen, was sie zu einer umweltfreundlichen Alternative zu herkömmlichen Gaskraftwerken macht.

Der Start des Projekts wird Ende dieses Jahres erwartet. Es wird eine Leistung von 50 MW für 6 Stunden bereitstellen, wobei die Speicherkapazität 300 MWh betragen wird. Diese Menge reicht aus, um fast eine halbe Million Haushalte mit sauberer Energie zu versorgen.

Die Hitze der Wüste: Geschmolzenes Salz

Während die Briten die Luft abkühlen, haben Forscher in der Wüste Nevada (USA) den entgegengesetzten Ansatz gewählt – die Erwärmung. Im Rahmen des Projekts Crescent Dunes wird ein Array aus 10.000 Solarmodulen verwendet, die die Sonnenstrahlen auf eine Mischung aus Kalium- und Natriumnitrat konzentrieren.

Die Temperatur der Mischung steigt auf 560°C. Diese Wärme wird bis zu 10 Stunden nach Sonnenuntergang gespeichert, was die Stromerzeugung auch nachts mit herkömmlichen Turbinen ermöglicht. Die Technologie der geschmolzenen Salze hat eine interessante Geschichte: Sie wird bereits seit langem im militärischen Bereich eingesetzt. Solche Akkumulatoren dienen als „Reservebatterien“ für den Start moderner Lenkflugkörper und nuklearer Waffen, indem sie Energie aus der Explosionswärme freisetzen.

Sandbatterien in Finnland

Ein weiterer effektiver Wärmeträger ist gewöhnlicher Sand. In der finnischen Stadt Porvoo wurde ein einzigartiges Wärmespeichersystem geschaffen, das etwa 2.000 Tonnen zerkleinerten Seifenstein verwendet. Das System besteht aus Zellen, die bis zu 100 MWh thermischer Energie speichern können.

Diese Anlage versorgt lokale öffentliche Gebäude, einschließlich Schulen und Bibliotheken, mit Wärme. Das Ergebnis der Einführung der Technologie ist beeindruckend: Die Stadt hat den Einsatz von Öl in Heizsystemen praktisch vollständig eingestellt und den Verbrauch von Holzspänen um 60 % reduziert. Im Sommer kann das System mit einer Höhe von 13 Metern und einer Breite von 15 Metern den Heizbedarf der Stadt fast einen Monat lang decken, im Winter eine Woche lang.

Energie aus dem menschlichen Körper

Am anderen Ende der Skalenskala stehen Mikrotechnologien. Forscher der Universität für Wissenschaften Tokio (Japan) haben eine Biobatterie entwickelt, die mit menschlichem Schweiß betrieben wird. Die Wissenschaftler haben einen dünnen, tragbaren Pflaster entwickelt, der ein enzymatisches Biokraftstoffelement enthält.

Das Gerät fängt chemische Verbindungen, insbesondere Laktat, die mit dem Schweiß ausgeschieden werden, auf und wandelt sie in Elektrizität um. Dies ermöglicht es, intelligente tragbare Geräte während des Gehens, beim Sport oder bei der Arbeit kontinuierlich mit Strom zu versorgen, ohne schwere mechanische Batterien tragen oder häufig eine Steckdose zum Aufladen suchen zu müssen.

Eine kohlenstofffreie Zukunft

Von verflüssigter Luft und glühendem Salz über Sand bis hin zu biologischen Flüssigkeiten – Technologien der neuen Generation verändern den Ansatz zur Energieversorgung grundlegend. Sie erhöhen nicht nur die Effizienz der Nutzung erneuerbarer Ressourcen, sondern werden auch zu einem mächtigen Instrument bei der Umsetzung des globalen Programms zur Reduzierung von Kohlenstoffemissionen.