MECHANISCHE ENERGIESPEICHER · 06. OKTOBER 2026

Wie viel Energie sich in einem Schwerkraftspeicher unterbringen lässt

Wer Strom mit Gewichten speichert, hebt Tonnen an, wenn Strom übrig ist, und gewinnt ihn beim Absenken zurück. Für das Eigenheim taugt ein Schwerkraftspeicher nicht, und im Netz hat bis Oktober 2026 keine Anlage den Regelbetrieb belegt.

VON MARTIN JENDRISCHIK · 10 Min. LESEN

Pendeluhren mit Zuggewichten laufen nach einem einfachen Prinzip: Wer eine Masse anhebt, steckt Energie hinein, und beim Absinken kommt sie wieder heraus. Pumpspeicherkraftwerke machen das im großen Stil mit Wasser. Cleantech-Unternehmen wollen das Wasser durch feste Massen ersetzen, durch Betonblöcke in Türmen, Stahlgewichte in stillgelegten Bergwerksschächten oder beladene Waggons auf Schienen. Sie versprechen Speicher ohne Stausee und ohne Batteriezellen, die mit jedem Zyklus altern.

Wer im Oktober 2026 Bilanz zieht, findet viele Pläne und wenig Regelbetrieb. Der schottische Pionier Gravitricity ist liquidiert. Energy Vaults Turm im chinesischen Rudong wartete im Frühjahr 2026 nach jahrelanger Inbetriebnahme noch auf die letzten Genehmigungen. Trotzdem hat Energy Vault im Mai 2026 mit dem südafrikanischen Versorger Eskom einen neuen Partner für die Technik gewonnen.

Was Gewichte leisten können, lässt sich mit einer Formel aus dem Physikunterricht ausrechnen. Sie macht klar, warum ein Schwerkraftspeicher im Keller scheitert. Und sie erklärt, warum Anbieter auf Schächte von Hunderten Metern oder Türme von 148 Metern ausweichen.

Wie sich Strom in Lageenergie verwandeln lässt

Ein Schwerkraftspeicher hält Strom als Lageenergie vor, in der Physik heißt sie potenzielle Energie. Ihre Menge folgt aus E = m · g · h, also Masse mal Erdbeschleunigung mal Hubhöhe. Die Erdbeschleunigung beträgt rund 9,81 Meter pro Quadratsekunde. Beim Laden treibt Überschussstrom einen Elektromotor an, der die Masse über Seile, Winden oder Räder nach oben bringt. Beim Entladen läuft der Motor als Generator und bremst die sinkende Masse ab.

Mehr Technik ist nicht nötig. Keine Zellchemie altert, kein Wasser verdunstet, und eine oben arretierte Masse verliert auch über Wochen keine Energie. Gravitricity setzte beim Schwerkraftspeicher auf Stahlgewichte in tiefen Schächten, Energy Vault auf Betonblöcke, die Aufzüge in einem Gebäude stapeln. Das US-Unternehmen ARES lässt beladene Wagen auf Schienen einen Hang hinauf- und hinabfahren.

Die Formel hat eine unbequeme Seite. Die Energie wächst nur linear mit Masse und Höhe: Wer doppelt so viel speichern will, braucht die doppelte Masse oder die doppelte Fallhöhe. Ein Liter Wasser, um 100 Meter gehoben, speichert gerade einmal 0,27 Wattstunden. Deshalb rechnen alle Konzepte in Hunderten bis Hunderttausenden Tonnen.

Wie viele Tonnen ein Schwerkraftspeicher für zuhause bräuchte

Wer nach einem Schwerkraftspeicher für zuhause sucht, kann die Rechnung selbst aufmachen. Eine Tonne Beton, zehn Meter hoch gehoben, speichert 98.100 Joule. Das sind gut 27 Wattstunden. Ein Batteriespeicher neben der Solaranlage fasst oft zehn Kilowattstunden, also fast 370-mal so viel.

Um zehn Kilowattstunden auf zehn Metern Hubhöhe unterzubringen, müsste ein Hausbesitzer rund 370 Tonnen anheben. Mit 20 Prozent Verlust in Motor und Generator wären es gut 460 Tonnen. Das entspricht rund einem Dutzend voll beladener Sattelzüge mit je 40 Tonnen. Auch bei 100 Metern Fallhöhe blieben noch rund 46 Tonnen übrig.

Kein Einfamilienhaus trägt eine solche Last, und kein Garten bietet einen Schacht dafür. Als Heimspeicher taugt ein Schwerkraftspeicher deshalb nicht. Wer Solarstrom vom Mittag in den Abend verschieben will, greift zum Lithium-Speicher, der dieselbe Energie in einem Schrank an der Kellerwand unterbringt.

Im Netzmaßstab gilt dieselbe Rechnung, nur mit anderen Zahlen. Ein Stahlgewicht von 500 Tonnen in einem Schacht von 1.500 Metern speichert gut zwei Megawattstunden. Für 100 Megawattstunden, die Größe der Anlage in Rudong, müssen bei rund 100 Metern Hubhöhe mehr als 360.000 Tonnen bewegt werden.

Wie viel Strom beim Heben und Senken verloren geht

Den Wirkungsgrad eines Schwerkraftspeichers bestimmen Motor, Generator, Getriebe, Seile und Leistungselektronik. Die Lageenergie selbst geht nicht verloren, Reibung und Umwandlung kosten aber Prozente. Das Pacific Northwest National Laboratory (PNNL) hat 2022 für das US-Energieministerium Kosten und Leistungsdaten von Netzspeichern verglichen. Für Gewichtsspeicher nennt der Bericht 80 bis 90 Prozent, im Mittel 86 Prozent.

Diese Werte stammen von den Entwicklern selbst. Energy Vault nennt für sein Blocksystem 82 Prozent, Gravitricity für Gewichte im Schacht 80 bis 90 Prozent, ARES für Schienenwagen 90 Prozent. Für Pumpspeicher setzt das PNNL 80 Prozent an, für Lithium-Eisenphosphat-Batterien rund 83 Prozent, jeweils von Netzanschluss zu Netzanschluss. Energy Vault gibt für Rudong mehr als 80 Prozent an.

Unabhängig gemessene Werte aus dem Regelbetrieb fehlen. Laut einem Bericht des Magazins Domus vom März 2026 hatte bis dahin kein Schwerkraftspeicher weltweit den kommerziellen Betrieb erreicht. Einen Vorzug konnte Gravitricity dagegen vorführen: Die Demonstrationsanlage lief in weniger als einer Sekunde von null auf volle Leistung. Das PNNL nennt für Gewichtsspeicher Reaktionszeiten von einer bis 17 Sekunden.

Wie weit Energy Vault, Gravitricity und ARES gekommen sind

Energy Vault erprobte sein Prinzip zunächst mit einem Kran in der Schweiz. Im chinesischen Rudong nahe Shanghai entstand dann ein Gebäude von 148 Metern Höhe, 122 Metern Länge und 110 Metern Breite. Darin heben Aufzüge Blöcke von 25 Tonnen, wie die Nachrichtenagentur Xinhua nach einem Besuch vor Ort beschrieb. Ausgelegt ist die Anlage des Kunden China Tianying für 25 Megawatt und 100 Megawattstunden, also vier Stunden bei voller Leistung.

Im Mai 2024 meldete Energy Vault, der Kunde habe die Inbetriebnahme abgenommen. Den kommerziellen Betrieb machte das Unternehmen von Freigaben der Provinz und des Zentralstaats abhängig. Im November 2024 sprach der Projektleiter gegenüber Xinhua davon, dass die 96 Aufzüge erst nach vollständiger Fertigstellung gemeinsam arbeiten. Im März 2026 hing die Anlage laut Domus am Netz und wartete auf die letzten behördlichen Genehmigungen. Der Schwerkraftspeicher in Rudong steht damit im Pilotstadium: gebaut, getestet, ohne belegten Regelbetrieb.

Im Geschäft von Energy Vault spielt die Schwerkraft inzwischen eine Nebenrolle. Die Quartalsmitteilung vom August 2026 nennt einen Vertrag über 1,25 Gigawatt für Rechenzentren in Texas und eigene Anlagen mit rund 1,1 Gigawatt. Schwerkraftspeicher erwähnt sie nicht. Mit Eskom schloss Energy Vault im Mai 2026 eine Entwicklungsvereinbarung über 25 Megawatt am Kohlekraftwerk Hendrina. Die Blöcke sollen aus Kohleasche bestehen (mehr dazu: Was aus Energy Vaults Schwerkraftspeicher geworden ist).

Gravitricity aus Edinburgh testete im Frühjahr 2021 im Hafen Leith einen Schwerkraftspeicher mit 250 Kilowatt. An einem 15 Meter hohen Gittermast hingen zwei Gewichte von je 25 Tonnen. Das Team meldete die Versuche im April 2021 als erfolgreich, im Juli 2021 lief bereits der Rückbau. Die Demonstrationsanlage in Edinburgh sollte den Weg zu Anlagen in Bergwerksschächten ebnen.

Im Februar 2024 plante Gravitricity den nächsten Schritt in der finnischen Mine Pyhäsalmi (mehr dazu: Neues Leben für finnische Mine dank Gravitricity). Dort sollte ein 530 Meter tiefer Hilfsschacht zum Prototyp mit bis zu zwei Megawatt werden. Dass dieser Schwerkraftspeicher je lief, ist nicht dokumentiert. Am 1. Oktober 2025 ging Gravitricity in die Liquidation, für die Gläubiger blieben knapp 7.914 Pfund.

ARES feierte im Oktober 2020 in Pahrump im US-Bundesstaat Nevada den Spatenstich für eine Anlage mit 50 Megawatt. Geplant waren 210 beladene Wagen auf zehn Gleisen in einer Kiesgrube, ausgelegt für 15 Minuten Regelleistung. Im Oktober 2026 beschreibt ARES das Projekt auf der eigenen Website als Demonstrationsanlage mit fünf Megawatt, die sich in Entwicklung befindet. Ein Betriebsbeginn ist nicht belegt.

Noch früher steht der Lageenergiespeicher von Eduard Heindl: Ein Felszylinder aus Granit soll per Wasserdruck steigen. Laut PNNL war 2022 kein solches Kolbensystem gebaut oder erprobt, offen sei vor allem die Abdichtung. Die Projektgesellschaft Gravity Storage beschreibt das Konzept für 0,5 bis zehn Gigawattstunden, eine gebaute Anlage ist bis Oktober 2026 nicht bekannt.

Was Schwerkraftspeicher im Vergleich mit Batterien und Pumpspeichern kosten

Pumpspeicherkraftwerke nutzen dieselbe Formel mit Wasser als Masse. Weltweit waren Ende 2024 laut International Hydropower Association 189 Gigawatt installiert, allein 2024 kamen 8,4 Gigawatt hinzu. In einem Stausee lassen sich Millionen Tonnen Masse ohne Seil und Winde bewegen. Dafür braucht ein Pumpspeicher zwei Becken mit großem Höhenunterschied, und solche Standorte sind rar.

Das PNNL hat die installierten Kosten für Anlagen mit 100 Megawatt und zehn Stunden Speicherdauer verglichen, auf Preisbasis 2021. Pumpspeicher kamen auf 263 US-Dollar pro Kilowattstunde, Lithium-Eisenphosphat-Batterien auf 356 Dollar, Schwerkraftspeicher im Mittel auf 446 Dollar. Energy Vaults Blocksystem lag mit 267 Dollar darunter, die Kolbensysteme darüber. Alle Werte für Schwerkraft stammen von Entwicklern, eine kommerzielle Anlage gab es damals nicht.

Seit 2021 sind Batterien drastisch billiger geworden. Nach der Preisumfrage von BloombergNEF kosteten Batteriepakete für stationäre Speicher 2025 im Schnitt 70 Dollar pro Kilowattstunde, 45 Prozent weniger als 2024. Umrichter, Netzanschluss und Bau kommen hinzu, die Richtung zeigt die Zahl trotzdem.

Bei der Lebensdauer liegen Gewichte vorn. Das PNNL rechnet für Schwerkraftspeicher mit durchschnittlich 49 Jahren ohne Verschleiß durch Ladezyklen, für Lithium-Eisenphosphat mit 16 Jahren und für Pumpspeicher mit 60 Jahren. Über die Lebensdauer gerechnet kamen große Schwerkraftspeicher mit 1.000 Megawatt und zehn Stunden auf 13 US-Cent pro Kilowattstunde, Pumpspeicher auf elf Cent. Auch die Schwerkraft-Werte sind Schätzungen der Entwickler, die erst Jahrzehnte im Betrieb bestätigen können.

Wofür Netzbetreiber Schwerkraftspeicher einsetzen könnten

Wegen der Formel E = m · g · h lohnen sich Schwerkraftspeicher vor allem dort, wo Höhe oder Masse schon vorhanden sind. Bergwerksschächte liefern Hunderte Meter Fallhöhe, Kraftwerksstandorte liefern Netzanschluss und Asche als Füllmaterial. Eskom verbindet in Hendrina beides: Ein Kohlekraftwerk würde zum Speicherstandort, sein Abfall zur Speichermasse. Ob das wirtschaftlich trägt, entscheidet sich erst, wenn dort Blöcke laufen.

Bei Langzeitspeichern kommen 2026 vor allem CO₂-Batterien, Eisen-Luft-Batterien, Druckluft und Flussbatterien zum Zug (mehr dazu: Die zweite Welle rollt an). Wo am Ende Wärme gebraucht wird, hält eine Sandbatterie den Überschuss direkt als Hitze. Auch Flüssigluft wie bei Highview Power kommt ohne Berg und Stausee aus.

Im Electrotech-Zeitalter, der Elektrifizierung mit Solar, Wind, Batterie und Elektromotor, bleibt die Lithium-Batterie das Arbeitspferd für Stunden. Ein Schwerkraftspeicher bietet Jahrzehnte ohne Zellalterung, ohne kritische Rohstoffe und ohne Brandrisiko. Das reicht für Nischen, in denen alte Schächte und Kraftwerksgelände ein zweites Leben finden. Ein Schwerkraftspeicher, der Jahre im Regelbetrieb Strom liefert und seine Wirkungsgrade bestätigt, steht im Oktober 2026 noch aus.

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