Ein Koloss, der die Cheops-Pyramide überragt
Während Windräder und Solarparks überall aus dem Boden schießen, geraten die Stromnetze zunehmend unter Druck. Strom entsteht oft zum falschen Zeitpunkt oder in viel zu großen Mengen auf einmal. In der chinesischen Küstenprovinz Jiangsu erprobt ein außergewöhnliches Bauwerk einen vollkommen anderen Ansatz: keine chemischen Akkus, sondern ein mechanisches System, das ausschließlich mit Masse, Höhe und Schwerkraft arbeitet.
In Rudong, nördlich von Shanghai, ragt ein 148 Meter hohes Gebäude über den Horizont. Das ist gut zehn Meter mehr als die Cheops-Pyramide in Gizeh. Der Grundriss erinnert an einen kleinen Häuserblock — doch darin befinden sich weder Wohnungen noch Büros. Die gesamte Konstruktion ist eine einzige gigantische Energiespeichermaschine.
Die Anlage kann bis zu 100 Megawattstunden Energie puffern. Etwa achtzig Prozent davon stehen dem chinesischen Hochspannungsnetz unmittelbar zur Verfügung. Diese Leistung reicht aus, um grob 1.500 Elektroautos aufzuladen oder vorübergehende Einbrüche in der Wind- oder Solarproduktion auszugleichen.
Diese Beton-„Batterie" fungiert als Stoßdämpfer zwischen Stromerzeugern und Verbrauchern, die denselben Strom zur gleichen Zeit benötigen.
Wo klassische Batteriespeicher Reihen von Metallcontainern mit Lithiumzellen nutzen, dreht sich hier alles um Bewegung. Das Gebäude funktioniert wie eine riesige Schaltzentrale: Es schluckt Strom bei Überschuss und gibt Leistung zurück, sobald Angebot und Nachfrage aus dem Gleichgewicht geraten. Ganz ohne kritische Metalle, ohne Elektrolyt — dafür mit Kabeln, Seilzügen und Betonblöcken.
Wie Schwerkraft in eine nutzbare Batterie verwandelt wird
Vom Pumpspeicherkraftwerk zum Betonkran
Das Grundprinzip ist nicht neu. Pumpspeicherkraftwerke machen seit Jahrzehnten etwas Ähnliches: Bei billigem Überschussstrom pumpen sie Wasser in ein höher gelegenes Becken; bei Nachfrage lassen sie es durch Turbinen zurückfließen. In Rudong übernimmt Beton die Rolle des Wassers.
Im Turm hängen Hunderte von Betonblöcken, jeder viele Tonnen schwer. Elektrische Hebesysteme bewegen diese Blöcke senkrecht. Wenn Solaranlagen oder Windräder mehr Strom liefern, als das Netz aufnehmen kann, nutzt das System diesen Überschuss, um die Blöcke nach oben zu ziehen.
Diese Bewegung speichert Energie in Form von potenzieller Energie: Je höher der Block, desto mehr gespeicherte Energie. Sinkt die Produktion oder steigt die Nachfrage, lässt das Steuerungssystem die Blöcke kontrolliert absinken. Die fallende Masse treibt Generatoren an, die erneut Strom erzeugen.
Die Batterie lädt sich auf, wenn die Blöcke steigen, und entlädt sich, wenn sie fallen. Die Schwerkraft wird so zu einer Art unsichtbarer Feder.
Wirkungsgrad und Lebensdauer
Der Schweizer Entwickler Energy Vault, das Unternehmen hinter der Technologie, meldet einen zyklischen Wirkungsgrad von mehr als 80 Prozent. Das bedeutet, dass mehr als vier Fünftel der eingespeisten elektrischen Energie nach der Speicherung wieder nutzbar zurückfließt. Für ein großtechnisches mechanisches System ohne Wasserreservoir ist das ein beachtlicher Wert.
Ein weiterer Vorzug liegt in der Lebensdauer. Der Turm ist auf rund 35 Jahre Betrieb ausgelegt, mit nur geringfügigem Leistungsabfall. Da keine chemischen Reaktionen stattfinden, hält sich der Verschleiß in Grenzen. Lager, Kabel, Motoren und Elektronik erfordern natürlich Wartung — doch die Speicherkapazität selbst altert kaum.
- Kein Einsatz von Lithium, Kobalt oder Nickel für den Speicher selbst
- Wenig temperaturempfindlich, einsetzbar in verschiedensten Klimazonen
- Lange technische Lebensdauer, vergleichbar mit einem Gebäude oder einer Brücke
- Relativ einfach recyclebar: überwiegend Stahl, Beton und Standardkomponenten
Was eine Schwerkraftbatterie für das Stromnetz bedeutet
Ein Puffer neben Windparks und Städten
Der Turm in Rudong steht direkt neben einem großen Windpark und ist unmittelbar an das nationale Netz angebunden. Wenn es stark weht und die Nachfrage gering bleibt, stoßen Windturbinen oft an ihre Grenzen und droht Curtailment — das zwangsweise Abschalten von Windrädern. Die Schwerkraftbatterie nimmt dann einen Teil der Produktion auf und bewahrt ihn für einen späteren Zeitpunkt.
In Spitzenlastzeiten — etwa während des Abendpeaks in Städten wie Shanghai — lässt der Betreiber die Blöcke absinken. Der freigesetzte Strom dämpft die Spitzennachfrage und verringert den Bedarf an schnell anfahrenden Gas- oder Kohlekraftwerken. Das hilft nicht nur dabei, CO₂-Emissionen zu senken, sondern hält auch Frequenz und Spannung im Netz stabil.
Indem Spitzen geglättet und Täler aufgefüllt werden, gewinnt das Netz mehr Spielraum und ist weniger anfällig für Störungen.
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China zählt inzwischen mehr als zwanzig Millionen Elektrofahrzeuge. All diese Wagen benötigen Ladeinfrastruktur, häufig gleichzeitig in den Abendstunden. Große Batteriesysteme an Netzknoten wie in Rudong erleichtern es, diese zusätzliche Last aufzufangen, ohne dass Leitungen und Transformatoren massenhaft verstärkt werden müssen.
Baustein der chinesischen Klimastrategie
Die chinesische Regierung betrachtet großtechnische Speicher zunehmend als festen Bestandteil neuer Energieprojekte. Neue Wind- und Solarparks werden häufiger verpflichtet, an einen Puffer gekoppelt zu werden — ob in Form von Lithiumbatterien, Wasserbecken oder Schwerkraftsystemen.
Für Projekte wie Rudong kursieren Pläne, das Konzept in anderen Provinzen zu wiederholen. Besonders Regionen mit viel Offshore-Wind oder weitläufigen Solarfeldern im Landesinneren kommen dafür infrage. Das Ziel: mehr erneuerbare Energie integrieren, ohne durch instabile Versorgung das Vertrauen der Verbraucher zu verlieren.
Wie schneidet das im Vergleich zu anderen Speichertechnologien ab?
| Technologie | Typische Größenordnung | Speicherdauer | Wichtigster Vorzug |
|---|---|---|---|
| Lithium-Ionen-Batterien | kW bis Hunderte MW | Minuten bis einige Stunden | Schnelle Reaktion, kompakt |
| Pumpspeicherkraftwerke (Wasser) | Hunderte MW bis GW | Stunden bis Tage | Sehr bewährte Technik |
| Schwerkraftbatterie (Beton) | Zehntausende kW bis Hunderte MW | Stunden bis mehr als ein Tag | Kaum kritische Rohstoffe |
Die Schwerkraftbatterie füllt damit eine Lücke zwischen schnellem, kompaktem Lithiumspeicher und riesigen Wasserkraftprojekten, die besondere geografische Voraussetzungen erfordern. Der Turm kann in flachen Gebieten stehen, nahe Industriezonen, wo weder Berge noch tiefe Täler vorhanden sind.
Natürlich hat die Technik auch Grenzen. Ein Turm bleibt im Landschaftsbild sichtbar und benötigt ein solides Fundament. In dicht bebauten Stadtzentren ist eine solche Konstruktion weniger geeignet. Auch Lärm und bewegende Massen erfordern Aufmerksamkeit in puncto Sicherheit und Baugenehmigung.
Was das für Deutschland, Österreich und die Schweiz bedeutet
In einem Land ohne Hochgebirge und mit dicht besiedelten Küstenregionen klingt eine Schwerkraftbatterie überraschend relevant. Die Nordsee liefert immer mehr Windstrom, während das Inland mit Netzüberlastung kämpft. Eine Reihe vertikaler Speichertürme bei großen Umspannwerken oder Häfen könnte zusätzliche Kapazität im Netz schaffen.
Für die betroffenen Länder spielen auch Raumordnung und gesellschaftliche Akzeptanz eine Rolle. Ein Betonturm von knapp 150 Metern wirft Fragen zu Sichtachsen, Schattenwurf und industrieller Wirkung auf. Kleinere Varianten, integriert in bestehende Hafenkomplexe oder Industriegeländer, dürften realistischer sein.
Fragen zu Kosten, Materialien und Risiken
Der Bau einer solchen Anlage erfordert große Mengen Beton und Stahl. Das verbraucht Rohstoffe und verursacht CO₂-Emissionen in der Bauphase. Projektentwickler müssen daher nachweisen, dass der Turm über seine gesamte Lebensdauer genügend fossile Spitzenkraftwerke ersetzt, um diesen anfänglichen Klimaaufwand zu kompensieren.
Dazu kommt eine finanzielle Frage. Die Wirtschaftlichkeit hängt von Preisunterschieden auf dem Strommarkt ab: günstig einkaufen bei Überschuss, verkaufen bei Knappheit. Je mehr erneuerbare Energie ins Netz fließt, desto stärker schwanken diese Preise — und desto attraktiver wird Speicherung. Regulierung und Netztarife werden maßgeblich darüber entscheiden, ob solche Projekte dauerhaft profitabel bleiben.
In Sicherheitsfragen liegt das Augenmerk vor allem auf mechanischer Zuverlässigkeit. Blöcke von mehreren Dutzend Tonnen müssen unter allen Bedingungen kontrolliert bleiben. Mehrfache Bremssysteme, redundante Kabel und kontinuierliches Monitoring bilden den Kern des Designs. In dieser Hinsicht ähnelt die Technologie eher einer Kombination aus Krantechnik und Seilbahn als einem klassischen Kraftwerk.
Eine andere Perspektive auf Energiespeicherung
Der Turm in Rudong zeigt, dass Energiespeicherung nicht zwingend aus einer Batteriezelle kommen muss. Wer Höhe, Schwerkraft und Masse klug kombiniert, verlagert einen Teil des Problems in die Welt des Kranbaus, der Baumaterialien und der industriellen Steuerungstechnik.
Für Ingenieure, Entscheidungsträger und Netzbetreiber eröffnet das neue Denkansätze. Muss Speicherung unbedingt unsichtbar in einem Container verschwinden — oder können Städte auch mit funktionalen Hochstrukturen leben, die zur Stromversorgung beitragen? Könnten alte Minenschächte, Hafenkräne oder Industriegebäude irgendwann dieselbe Rolle spielen wie der chinesische Turm, nur näher vor der eigenen Haustür?
Wer in die Zukunft der Energienetze blickt, stößt zunehmend auf Kombinationen: chemische Batterien für Sekunden und Minuten, Schwerkraft und Wasserkraft für Stunden, vielleicht Wasserstoff für ganze Jahreszeiten. Die chinesische Schwerkraftbatterie liefert vor allem eines: den konkreten Beweis, dass dieses Bindeglied keine Theorie mehr ist, sondern bereits im realen Netz funktioniert.
