Energy Vault Resiliency Center: Ist dieser einfache Energiespeicher ein Game-Changer?

Cleantech-Unternehmen Energy Vault hat seine Technologie angepasst, und überzeugt immer mehr Kunden und Aktionäre. Spatenstich für erstes EVx-System in China.

Was einst als merkwürdige Kran-Konstruktion in der Schweiz begann, hat sich mittlerweile zur Erfolgsgeschichte entwickelt: Das Cleantech-Unternehmen Energy Vault ist mittlerweile an der amerikanischen Technologiebörse NASDAQ gelistet, und verkündet in regelmäßigen Abständen neue Aufträge und Partnerschaften. Und: Aus der abenteuerlichen Kran-Konstruktion ist jetzt ein Gebäude geworden, das „Energy Vault Resiliency Center“ – der beste, existierende Langzeit-Stromspeicher?

Das Schweizer Cleantech-Unternehmen Energy Vault bietet eine verblüffend simple Lösung zur Speicherung von elektrischer Energie und hat damit bereits Investoren wie Softbank und viele andere überzeugt: Es nutzt einen speziell entwickelten, 120 Meter hohen Kran – jedenfalls in der optisch abenteuerlich wirkenden Variante – und stapelt Betonklötze. Beim Stapeln werden Stromüberschüsse aus Solar- oder Windparks genutzt – beim anschließenden Herablassen soll die Energie wieder freigesetzt werden. Beim Abbau des Turms wird die Schwerkraft ausgenutzt – und der Kranmotor zum Generator gemacht.

Das Prinzip erinnert an ein Pumpspeicherkraftwerk – aber das Wasser wird ersetzt durch 35 Tonnen wiegende Betonklötze. Die Roundtrip Efficiency soll bei dem Schwerkraftspeicher bei 85 Prozent liegen. Pro Anlage sollen Kosten zwischen fünf und zehn Millionen Dollar anfallen. Damit kann die Technologie mit Pumspeichern kostenseitig mithalten, wobei die regionalen Voraussetzungen sehr unterschiedlich sind: In Deutschland ist das Potenzial für Pumpspeicherkraftwerke weitgehend ausgeschöpft.

Ist der Energy Vault damit der beste, existierende Langzeit-Stromspeicher? Möglich. Bemerkenswert sind die weiteren Vorteile: Kein Wasserverbrauch, kein Verbrauch von Lithium oder Kobalt, keine Wetterabhängigkeit. Laut Weltenergierat braucht es bis 2030 etwa 830 Gigawattstunden netzbezogener Speicher – die Investitionen belaufen sich auf insgesamt 270 Milliarden Dollar, haben Experten berechnet.

Was die Energiewende braucht, sind langfristige Speichermöglichkeiten. Hier sind Pumpspeicher wie etwas in Norwegen oder Österreich ideal – aber stark abhängig von Voraussetzungen wie räumlichen Gegebenheiten. Das führt zu langen, verlustreichen Transportwegen.

Das Energy Vault Resilience Center ist angesichts seiner Größe auch eher nichts, was inmitten einer Stadt aufgestellt werden wird. Aber auf großen Industriegeländen oder angedockt an große Wind- und Solarparks sieht das schon anders aus. Ein solcher Speicher mit 500 Megawattstunden, einer Standardgröße, kann zusammen mit einem 1,5-GW-Solarpark oder in Kombination mit einem Windpark ein großes Kohlekraftwerk ersetzen.

Alternativen zum EVRS und zu Li-Ion-Batterien

Je größer und länger Strom gespeichert werden muss, umso ungeeigneter sind heutige Lithium-Ionen-Batterien. Auch, weil Rohstoffe wie Lithium bereits jetzt teurer werden. Alternativen können etwa Redox-Flow-Batterien oder Natrium-Ionen-Akkus werden – noch steht hier aber Entwicklung bzw. die Massenproduktion bevor. Spanien oder UK setzen etwa auf Flüssigluftspeicher von Highview Power. Auch Gravitricity will die Schwerkraft ausnutzen.

Energy Vault setzt bei seiner Technologie auf alte Verfahren und einfach erhältliche Ressourcen. Die Energy Vault Resiliency Center bestehen aus 20 Stockwerken, sind aber modular und können beliebig dimensioniert werden. Für die Ursprungsbauart – den offenen Kran – hat Energy Vault einst viel Kritik geerntet, weil beispielsweise die Stabilität in windreichen Gebieten hinterfragt wurde.

Wichtig ist auch, dass die Ziegelsteine aus lokalem Erdreich, Sand oder Abfallstoffen hergestellt werden, darunter auch Abfallprodukte aus der Produktion fossiler Brennstoffe, wie z. B. Kohleflözasche, und ausrangierte Energiekomponenten, wie z. B. Windturbinenflügel, die speziell für diesen Zweck geschreddert werden.

Die Technologie verwendet Motoren, um diese massiven Verbundsteine zu heben, Motoren, die durch Wind- oder Sonnenenergie angetrieben werden, wenn Wind und Sonne mehr Energie erzeugen, als zu diesem Zeitpunkt genutzt werden kann, wie in Kalifornien während der Mittagszeit. Durch das Anheben der Ziegel wird diese überschüssige erneuerbare Energie in potenzielle Gravitationsenergie umgewandelt, die so lange ruhen kann, bis sie gebraucht wird.

Ziegel aus gepresster Erde und Abfallprodukten

Das neue Format soll etwa 100 Meter hohe Gebäude hervorbringen, die aus Ziegeln bestehen, die aus Erde und Abfallprodukten aus der Umgebung hergestellt werden. Die Ziegel werden innerhalb des Gebäudes auf Rollwagen auf und ab bewegt. Diese Wagen – einst waren das die Arme des Krans – werden von einem System künstlicher Intelligenz gesteuert, damit exakt so viel Energie erzeugt wird, wie gerade gebraucht wird. Außerdem wird damit der optimale Zeitpunkt Aufladen und Entladen von Energie ermittelt.

Die benötigte Fläche der Energy Vault Resiliency Center wird variieren und je nach Speicherkapazität zwischen 1,5 und 20 Hektar betragen. Häufig werden sie aber voraussichtlich an Orten installiert, an denen der Platz keine Rolle spielt, beispielsweise in der Nähe bestehender Wind- oder Solaranlagen. Normalerweise läuft Energy Vault System einmal pro Tag ab. Bei einer Ausfallzeit von fünf Tagen pro Jahr hat ein 75-MWh-EVRS mit 10.000 Ziegeln eine jährliche Leistung von 27 Gigawattstunden, was die Fläche von 14 Hektar stark relativiert.

Normalerweise bewegen sich die Ziegelsteine mit einer Geschwindigkeit von 2,0 Metern pro Sekunde, können aber über eine computergesteuerte künstliche Intelligenz beschleunigt oder verlangsamt werden, um eine schnellere oder langsamere Stromabgabe zu ermöglichen. Ein Ziegelstein legt in weniger als einer Minute 100 Meter zurück und speichert fast 10 Kilowattstunden Strom.

Energy Vault Resiliency Center für DG Fuels

In diesem Jahr will Energy Vault mit dem Bau Energy Vault Resiliency Center für DG fuels beginnen, das eine kontinuierliche Versorgung mit erneuerbarer Energie zur Herstellung von grünem Wasserstoff für die Luftfahrtindustrie plant. Energy Vault hat außerdem Verträge im Wert von bis zu 880 Millionen Dollar mit Unternehmen wie Saudi Aramco, dem größten Ölproduzenten der Welt, dem Metallverhüttungsunternehmen Korea Zinc und dem Bergbaugiganten BHP unterzeichnet.

Im Februar wagte das Schweizer Cleantech-Unternehmen den Sprung an die New Yorker Börse und sammelte rund 235 Millionen Dollar ein. Vor kurzem gab das Unternehmen bekannt, dass Leonardo DiCaprio dem strategischen Beirat des Unternehmens beigetreten ist.

Die kommenden Monate werden zeigen, wie der wichtigste offene Punkt sich rund um die Energy Vault Resiliency Center entwickelt: Die Kosten. Liegen diese unterhalb der geschilderten Kosten für skalierbare Alternativen, dürften schon bald mehrere EVRS gebaut werden. Die Einfachheit der Technologie kann der entscheidende Faktor werden – und damit ein Game Changer für die ökologische Transformation.

Cleantech-Unternehmen baut weltweit ersten Energiespeicher EVx in China

Am 5. Mai 2022 hat Energy Vault Holdings den ersten Spatenstich gesetzt für ein Energy Vault Resiliency Center, jetzt auch kurz EVx genannt. Der Energiespeicher mit einer Kapazität von 100 Megawattstunden entsteht in China, und zwar in der Nähe eines Windparks und des nationalen Stromnetzes in Rudong in der Provinz Jiangsu, unweit von Shanghai. Ziel ist es, das chinesische Stromnetz durch Einspeisung erneuerbarer Energien zu stabilisieren. Partner ist die State Grid Corporation of China (SGCC) – der größte Energieversorger weltweit, der mehr als 1,1 Milliarden Chinesen auf 88 Prozent des Staatsgebiets versorgt.

Weitere Partner des Bauvorhabens sind Atlas Renewable LLC und dessen Mehrheitsinvestor China Tianying. Energy Vault und Atlas Renewable unterzeichneten einen Lizenzvertrag über 50 Millionen US-Dollar für die Nutzung der Energy Vault-eigenen gravitationsbasierten Energiespeichertechnologie und der technologieunabhängigen Energiemanagement- und Anlagenoptimierungssoftware auf dem chinesischen Strommarkt. Die Vereinbarung enthält auch Bestimmungen über volumenabhängige Nutzungsgebühren und regelt die Wartung, Überwachung und die sinnvolle Wiederverwendung von Abfallstoffen in den Verbundblöcken von Energy Vault. Die Zahlung der Lizenzgebühr in Höhe von 50 Millionen US-Dollar soll im Jahr 2022 abgeschlossen sein.

Die Genehmigung erfolgt im März 2022 in einem „beispiellosen Schnellverfahren“ – analog zu Tesla- und Deutschland-Geschwindigkeit vielleicht auch als China-Geschwindigkeit zu bezeichnen. Die Systeme sind automatisiert und nutzen die firmeneigene fortschrittliche Computersteuerungs- und Bildverarbeitungssoftware von Energy Vault, die die Lade- und Entladezyklen orchestriert und dabei eine breite Palette von Speicherdauern von 2 Stunden bis zu 12 Stunden oder mehr abdeckt.

Im September 2022 gab Energy Vault bekannt, die Pläne in China gezielt beschleunigen zu wollen. Konkret wollen Atlas Renewables und die weiteren Partner fünf Industrieparks kohlenstofffrei gestalten, die in Regionen liegen, die bislang besonders industrieschwach sind. Der erste Standort für eine 2-GWh-Anlage zur Stromspeicherung von Energy Vault soll in der Stadt Tong Liao in der Inneren Mongolei entstehen. China unterstützt gerade den Ausbau erneuerbarer Energien insbesondere in der Wüste Gobi.

Diese neue Entwicklung zeigt, dass Energy Vault in China mit den richtigen Partnern zusammenarbeitet mit mehr Energy Vault Resiliency Center mit Schwerkraft-Stromspeichern zu errichten.

(Dieser Beitrag über Energy Vault entstand zunächst am 23. März 2022, wurde zuletzt am 18. September 2022 erweitert.)