Block-Türme als Energiespeicher? So funktioniert die neue Technologie!

Energiespeicher werden für die Energiewende immer wichtig! Jetzt gibt es eine neue Art der Energiespeicherung: Ein System, das Strom mit Hilfe von Gewichten speichert. Die Idee hat unter anderem Bill Gates überzeugt und das Projekt ist jetzt so weit, dass ein Prototyp an das Schweizer Stromnetz angebaut ist. Deshalb habe ich mir den Energiespeicher mal ganz genau angesehen und geguckt wie das Ganze funktioniert, was an der Technologie gut ist - und was vielleicht auch nicht und wir schauen uns natürlich auch an, ob sie eine wirkliche Alternative ist.

Dieses Video ist in meinem Breaking Lab-Team entstanden. Verantwortlich aus der Redaktion: Mariella Stein, Tabea Desch, Jacob Beautemps; Editing: Jonas Tietz, Jonathan Arndt.

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GIESECKE, J. & MOSONYI, E. (2009) Pumpspeicherkraftwerke. Wasserkraftanlagen
- Planung, Bau und Betrieb. 5 ed.,675-704, Heidelberg, Dordrecht, London,
New York, Springer.

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Ich bin Jacob Beautemps und mache gerade meinen Doktor an der Universität zu Köln. Vor drei Jahren habe ich zusammen mit Philip Häusser diesen YouTube Kanal gegründet und seit 2018 stehe ich nun selbst vor der Kamera. In meiner Forschung an der Uni geht es um das Thema "What comprises a successful educational YouTube video?: the optimization of YouTube videos’ educational value through the analysis of viewer behavior and development via machine learning." Oder kurzgesagt: Wie lernt man auf YouTube und wie können wir das mit künstlicher Intelligenz optimieren. Dies fließt natürlich stark in meine YouTube Videos mit ein, denn hier geht es auch darum möglichst viel über Physik, Chemie, Technik und andere naturwissenschaftliche Themen zu lernen.

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[BreakingLab]

Wieviel Gewicht schenkt ihr der Blockspeicher-Technologie in der Zukunft? 🔌⚡

[andipfaandi]

Nehmt doch Bleibatterien als Gewicht. Hat man doppelt was davon 😁

[hape]

Endlich eine vernünftige Erklärung für die Pyramiden! Wie hätten die ollen Ägypter denn sonst ihren ganzen erneuerbaren Strom gespeichert?

[MoMark]

Wollte mir früher mal einen großen Block in den Garten hängen, 2-3m hoch, als Batterie. Bis ich mir ausgerechnet hab wieviel Kapazität das dann hat - ernüchternd wenig.
Ein einfacher Wasserturm als Pumpspeicher kommt mir einfacher vor.

[iamich]

Der mechanische Overhead läßt mich zweifeln. Rollen, Seile etc.brauch alles Pflege. Wirkungsgrad ist nicht gleich Wirtschaftlichkeit.

[Bot-ovhs]

Hab ein Video von Adam Something gesehen und kann das ganze danach nicht mehr wirklich ernst nehmen.

[Punckypunk]

Hinweis: g ist in der Formel nicht die Gravitationskonstante sondern die ERDBESCHLEUNIGUNG. Die Gravitationskonstante ist etwas anderes 😉

[johanneshagel]

Hallo Jakob, danke für deine immer informativen und gut recherchierten Beiträge, die ich auch als Naturwissenschaftler sehr schätze. Besonders, dass du es schaffst, Für und Wider der neuen Technologien klar herauszuarbeiten. Anerkennung!
Natürlich passieren da auch mal kleine Fehler, die man aber leicht korrigieren kann. Ein kleiner Hinweis dazu: Bitte verwechsle nicht die Gravitationskonstante G=6*10^(-11) Nm^2/kg^2 mit der in diesem Fall relevanten Erdbeschleunigung g=9.81m/s^2, was die Beschleunigung eines frei fallenden Körpers im Gravitationsfeld der Erde bedeutet. Mit Kenntnis dieser Zahl könntest du auch deine Zweifel sofort klären, indem du imstande bist, die Energie eines Blockes der Masse m in einem Höhenunterschied h ganz genau zu berechnen. Mein Vorschlag: Mach das doch einfach mal, ich denke das könnte viel klären.
Und ja, ich gebe dir recht: Das Verweechseln von Leistung und Energie ist eine beliebte Schlamperei in der Präsentation diverser Startups! Danke, dass du das klar benennst, das ist sehr wichtig.

Liebe Grüße von Johannes aus Neuss

[matzepaz]

Hab mal während dem Studium das Thema Druckluftspeicher auf dem Meeresgrund gehört. Da gab es einen Vortrag aber danach habe ich davon nie mehr etwas gehört.
Vielleicht wäre das auch mal ein interessantes Thema für ein Video.

[glumpfi]

Wie wäre das eigentlich mit dem Verschleiß? Ich stell mir den recht hoch vor, wenn den ganzen Tag lang tonnenschwere Blöcke an Stahlseilen über Rollen laufen.

[eddardstarkish]

Du bewegst Menschen dazu, Ihr Hirn zu benutzen, und Dein Kommentarbereich stellt das unter Beweis! Echt gutes Ding! Thumbs up! Geiler Kanal! Kann man auch im Unterricht gut nutzen!

[ironiesator]

Gutes Video Jacob. Bei dem Direktvergleich vom Pumpenspeicher zu diesem Turm gibt es noch einen signifikanten, technisch sowie finanziellen Unterschied. Mit einem Pumpspeicher ist es nicht so einfach Regelenergie bereitzustellen. Wer schnell auf Lastveränderungen reagieren kann wird vom Netzbetreiber extra vergütet. Es gibt da zwar die Möglichkeit per hydraulischem Kurzschluss (Wasser rauf pumpen ist sehr gut regelbar, das Wasser bei den Peltonturbinen nicht wirklich). Also lässt man eine Turbine volle Pulle laufen und regelt die Einspeisung, per Zurückpumpen zurück.
Was mich zu dem Turmspeicher noch interessieren würde wäre, wie sich der Boden bei einem so enormen Gewicht verhält. Da kann es ja durchaus zu Absenkungen kommen. Pisa lässt grüssen.

[ochsepeter]

Spannendes Thema. Aber ein kleinen Kritikpunkt: Ich hätte mir gewünscht, dass ihr zumindest einmal visuell den Prozess der Energiespeicherung darstellt. Ich konnte mir bis zum Ende nicht wirklich vorstellen, wie sich die Energie aus der Steckdose in einen Kran mit Blöcken sich speichern lässt. Ich hatte auch mal Physik, ist nur etwas her.

[MrLikeAsatellite]

2:04 Das g in der Formel ist der gravitative Ortsfaktor, die Gravitationskonstante G ist etwas völlig anderes.

[michaelf.]

Interessant :) Wie viele von den Dingern müsste man denn aufstellen, wenn man, sagen wir eine Woche Dunkelflaute im Winter überbrücken möchte incl. Heizen mit Wärmepumpen, laufenden Industrieanlagen und Laden der Elektroautos +Schienen- und LKW-Verkehr (unter der Annahme, dass die Hälfte aller aktuell in D fahrenden Autos durch E-Autos ersetzt würde)? Wieviel Fläche würde das verbrauchen und was würde es kosten (meinetwegen mit 30% Mengenrabatt)?
Das sind meiner Ansicht nach Dinge, die man dringend mal ausrechnen sollte, bevor man leichtfertig absolut zuverlässige AKWs abschaltet.
Wäre es evtl. klüger, / günstiger, das Geld und alle Mühe in die Entwicklung des DFR oder anderer neuer Reaktortypen zu stecken oder gar herkömmliche AKWS mit den heutigen Standarts zu bauen?
Haben wir außer der ineffizienten Wasserstoffelektrolyse, den Pumpspeichern, thermischen Speichern, Druckluftspeichern, Batterien und diesen Kranspeichern irgendetwas Vielversprechendes in der Pipeline oder eventuell auch nur in weiter Ferne am Horizont?
Solange es keine erschwinglichen Speicher mit akzeptabler Energiedichte, Langlebigkeit und Effiziens gibt, bleiben uns meines Wissens nach nur Gaskraftwerke als Ausweichoption. Gas kommt wohl bald keines mehr aus Russland und wenn wir auf LNG umsteigen, unterstützen wir direkt die massive Umweltzerstörung durch Fracking in anderen Ländern, vom ineffizienten Transport quer durch die Welt mal ganz abgesehen. Wollen wir das?
Nicht missverstehen, ich finde das Video echt gut und auch die Behühungen der Wissenschaft, da voranzukommen. Ich frage mich nur immer, warum man nicht mehr mit Kernkraft macht (bin absolut überzeugt von der Technologie und da gibt es so viel Potential).

[olliwerda]

Eine weitere Möglichkeit wäre es, Windkraftanlagen vom Durchmesser her zu vergrössern und darin wie in einer Kuckucksuhr Energie in Blöcken per Seilzug zu speichern und bei Windstille die Energie wieder abzurufen.

[uwehetman]

Wieder ein echt gutes Video zu dem Thema. Ich denke, dass die Technologie den Nachteil hat, dass die Speicherkapazität linear mit der Höhe skaliert. Habe ich 100Blöcke, die ich
25m hoch ziehen kann, könnte ich entweder doppelt so viel speichern, wenn ich 200 Blöcke nehme oder die stattdessen 50m hoch lagere. Also würden sich 100m doch noch mehr anbieten oder 200? Die Speicher würden auf jeden Fall ziemlich große Gebilde sein. Interessant finde ich die Angabe, dass alle deutschen Pumpspeicherkraftwerke zusammen nur 37GWh speichern können. Letztes Jahr wurden in Deutschland 355.000 E-Autos zugelassen. Wenn jedes im Schnitt einen 50kWh Akku hat, heißt das, das letztes Jahr ca. 17, 8GWh Speicherkapazität und damit fast die Hälfte der Pumpspeicher dazugekommen sind. Die müssen nur intelligent genutzt werden. Die Zukunft der stationären Speicher wird in Natriumionen Akkus liegen. Genügend Ressourcen und dadurch richtig günstig.

[rainerhasler]

Was mir so einfiel: Um diese Gewichte zu heben, braucht es Stahlseile, Rollen, Lager, hydraulische oder mechanische Greifer, Lagergestelle etc. Da steckt doch viel mechanischer Widerstand = Verschleiss drin. Dann ändert sich das Spiel zwischen den Lagern je nach Temperatur und Jahreszeit. Die Seile strecken sich oder verkürzen sich ebenfalls. Das ganze erinnert mich an eine Schwarzwalduhr und der Kuckuck weiss sicher, ob sich das lohnt. Tippe auf eher nein, wegen dem Aufwand.

[elmaramling]

Super interessant!
Wie ist eigentlich der aktuelle Stand bei Druckluftspeichern?
Habe da vor Jahren einen Bericht auf 3Sat über einen Herrn Geisler aus Korbach gesehen, der den Wirkungsgrad deutlich verbessert hat.
Alle reden von Speichern, aber davon hört man so gar nichts, obwohl das damals sehr realitätsnah und praktikabel erschien...er ist damals dafür auch prämiert worden.

[derletsplayer]

2:01 Gravitationskonstante ist was anderes ;)