Während die Krise im Nahen Osten ein globales Energieproblem darstellt, suchen die Staaten – insbesondere die energieintensivsten unter ihnen – nach alternativen Lösungen, um eine ausreichende Versorgung zu gewährleisten, die dem aufgrund der künstlichen Intelligenz (und ganz allgemein des Betriebs von Rechenzentren) stetig steigenden Bedarf zu wettbewerbsfähigen Kosten gerecht wird. Die Strategien können unterschiedlich sein, doch unserer Ansicht nach dominieren zwei:
- 1. die Abhängigkeit von Kohlenwasserstoffen zu verringern, was auf verschiedene Weise umgesetzt werden kann: Ausbau der Kernenergie oder alternativer Energiequellen;
- 2. die Lieferketten für Kohlenwasserstoffe zu verändern, bis hin zu einer Rückkehr zur Kohle.
Europa kündigt an, auf „grüne“ Energie setzen zu wollen (wobei ein großes Fragezeichen dahintersteht, ob die Kernenergie dazu zählt oder nicht), womit in erster Linie erneuerbare Energien gemeint sind. Es ist jedoch bekannt, dass diese Art der Energieerzeugung nicht planbar ist und daher nicht nur von den klimatischen Voraussetzungen für ihre Erzeugung abhängig ist (es muss Sonne oder Wind geben, günstige orografische und hydrologische Bedingungen usw.), sondern auch auf Speichersysteme angewiesen ist, um die Diskrepanzen zwischen Produktion und Nachfrage auszugleichen.
Neuheiten für diesen Sektor kommen aus der Schweiz mit drei verschiedenen Lösungen zur Energiespeicherung.
Einerseits gibt es den Vorschlag von Energy Vault, der im Kanton Tessin entstanden ist. Die Idee ist überraschend einfach: die Schwerkraft als Mittel zur Energiespeicherung zu nutzen. Das System nutzt riesige Betonblöcke, die von einem Kran angehoben werden, wenn Strom reichlich vorhanden und günstig ist. Die elektrische Energie wird so in potenzielle Gravitationsenergie umgewandelt. Wenn das Netz Energie benötigt, werden die Blöcke kontrolliert abgesenkt, und die Motoren, die sie bewegen, fungieren als Generatoren und geben Strom zurück.
Als Inspiration dienen nach eigenen Angaben Pumpspeicherkraftwerke, die seit über einem Jahrhundert die am weitesten verbreitete Form der Energiespeicherung darstellen. Der Unterschied besteht darin, dass anstelle von Wasser feste Massen verwendet werden. Den Initiatoren zufolge ermöglicht dies die Installation des Systems auch in Gebieten ohne Berge, Seen oder große Wasservorkommen, wobei relativ kostengünstige Materialien zum Einsatz kommen und die Umweltbelastung geringer ist als bei elektrochemischen Batterien. Die Region Sardinien zeigt Interesse an dieser Lösung für Anlagen, die in den ehemaligen Bergwerken des Sulcis errichtet werden sollen.
Fairerweise muss man auch sagen, dass das Projekt von Energy Vault, dessen Prototyp in Castione Arbedo installiert wurde, mit Wasser anstelle von Feststoffen eine noch einfachere Umsetzung gefunden hat. Die grundlegende Lösung ändert sich jedoch nicht, da die Schwerkraft des Wassers durch spezielle Behälter genutzt wird (die „Tropfen“ genannt werden, da sie die Form eines Tropfens haben, von denen jeder wie ein umgedrehter Heißluftballon aussieht).
Diese Lösung unterscheidet sich tatsächlich von der Durchflussbatterie, die ebenfalls in der Schweiz in Finhaut im Kanton Wallis erprobt wurde. Es handelt sich um ein Pumpspeicherkraftwerk namens Nant de Drance, das in die Schweizer Alpen gegraben wurde. Auch hier gilt das Prinzip der Schwerkraft, jedoch in der klassischen Anwendung, wie sie in einem Wasserkraftwerk zum Einsatz kommt. In Zeiten der Energieüberproduktion wird das Wasser von einem unteren in ein oberes Becken gepumpt; steigt der Bedarf, wird das Wasser abgelassen und fließt durch Turbinen, die Strom erzeugen. Die Anlage, die rund zwei Milliarden Euro gekostet hat und in vierzehnjähriger Bauzeit fertiggestellt wurde, kann Mengen speichern, die weit über denen jeder auf Betonblöcken basierenden Schwerkraftanlage liegen, benötigt jedoch große Infrastrukturen wie das ober- und das unterlaufende Becken, die von leistungsstarken Pumpanlagen versorgt werden: Sie kann daher nicht überall errichtet werden.
Die Besonderheit von Nant de Drance ist die gigantische Größe der Anlage. Das Kraftwerk befindet sich etwa 600 Meter unter dem Berg und verfügt über sechs Pumpturbinengruppen mit jeweils 150 MW, was einer Gesamtleistung von 900 MW entspricht – vergleichbar mit der eines mittelgroßen Kernkraftwerks.
Um die Imposanz dieses Bauwerks zu verdeutlichen, heben wir auch seine Speicherkapazität hervor: rund 20 Millionen kWh, was der Kapazität von etwa 400.000 Batterien von Elektroautos entspricht. Das bedeutet natürlich nicht, dass sich im Inneren des Berges tatsächlich 400.000 Batterien befinden; es ist lediglich ein Vergleich, um die Menge der speicherbaren Energie anschaulich zu machen.
Betrachtet man die beiden Projekte gemeinsam, fällt ein interessanter Aspekt auf: Es handelt sich nicht um konkurrierende Technologien, sondern um Lösungen, die auf unterschiedlichen Ebenen angesiedelt sind. Nant de Drance stellt die „Riesenversion“ der Schwerkraftspeicherung dar, die jedoch nur in Bergregionen mit besonderen geografischen Gegebenheiten realisierbar ist. Energy Vault – und hier sprechen wir vom ursprünglichen Projekt mit Kränen und Betonblöcken – versucht hingegen, dasselbe Prinzip überall einsetzbar zu machen, wobei zwar die absolute Kapazität eingeschränkt wird, dafür aber die Flexibilität bei der Installation zunimmt.
Beide Systeme basieren auf derselben Erkenntnis: Das eigentliche Problem der Energiewende besteht nicht so sehr darin, erneuerbare Energie zu erzeugen, sondern sie dann verfügbar zu machen, wenn sie gebraucht wird. Photovoltaik erzeugt vor allem in den Mittagsstunden Strom; Windkraft hängt von den Wetterbedingungen ab. Ohne Speichersysteme droht ein wachsender Anteil der erzeugten Energie verschwendet zu werden oder das Stromnetz zu destabilisieren.
Der grundlegende Unterschied liegt also im Ansatz. Die alpine Flussbatterie setzt auf maximale Speicherkapazität und die hohe Zuverlässigkeit einer bewährten Technologie. Energy Vault hingegen versucht, eine Art «Wasserkraftwerk ohne Wasser» zu schaffen, indem es relativ einfache Industriekomponenten und eine ausgeklügelte Steuerungssoftware nutzt, um Tausende Tonnen Material zu bewegen.
Zusammengenommen zeigen diese beiden Projekte, wie die Schweiz verschiedene Wege erprobt, um das zu lösen, was viele als den grössten Engpass der Dekarbonisierung betrachten: die Umwandlung erneuerbarer Energien von intermittierenden zu wirklich planbaren Quellen. Die Herausforderung besteht nicht mehr nur darin, sauberen Strom zu erzeugen, sondern ihn effizient, kostengünstig und nachhaltig zu speichern, bis er benötigt wird.
Und hier kommt das dritte Schweizer Projekt ins Spiel, das das Beste der beiden vorherigen Lösungen vereint und deren Schwächen abmildert. Wir sprechen immer von Flussbatterien, aber hier ändert sich die Flüssigkeit: nicht mehr Wasser, sondern zwei Elektrolytflüssigkeiten, die in getrennten Tanks enthalten sind und wie die Elektroden einer Lithiumbatterie funktionieren. Diese Flüssigkeiten enthalten chemische Spezies, die oxidieren und reduziert werden können: Man nennt sie daher Redox-Flussbatterien (reduce + oxidise).
Das Originellste daran ist, dass die Batterie in zwei getrennte Teile unterteilt ist:
- 1. Die Tanks, die die Energie in chemischer Form speichern.
- 2. Der elektrochemische Stack, in dem die Reaktionen stattfinden, die beim Laden elektrische Energie in chemische Energie umwandeln und beim Entladen den umgekehrten Prozess durchführen.
In der Praxis ähnelt die Funktionsweise eher der eines Kraftwerks als der einer herkömmlichen Batterie. Zwei Pumpen zirkulieren die Elektrolyte kontinuierlich durch eine durch eine Membran getrennte Zelle. Beim Laden des Systems verändert der Strom den chemischen Zustand der in den Flüssigkeiten gelösten Stoffe; beim Entladen kehren sich die Reaktionen um und erzeugen elektrischen Strom.
Ein wesentliches Merkmal ist, dass Leistung und Energie unabhängig voneinander sind, da die Leistung von der Größe des elektrochemischen Stacks abhängt, während die Energiekapazität von der in den Tanks enthaltenen Elektrolytmenge abhängt. Das bedeutet, dass man, wenn man mehr Energie speichern möchte, keine komplett neue Batterie bauen muss: Es reicht aus, das Volumen der Tanks zu vergrößern. Diese Eigenschaft unterscheidet sich stark von Lithium-Batterien, bei denen Energie und Leistung gemeinsam zunehmen.
Die heute am weitesten verbreitete Technologie ist die Vanadium-Flüssigbatterie. In diesem Fall enthalten beide Elektrolyte Vanadium in unterschiedlichen Oxidationsstufen. Die Verwendung desselben Elements auf beiden Seiten verringert Kontaminationsprobleme durch die Membran.
Die wichtigsten Vorteile sind:
- • sehr lange Lebensdauer (Zehntausende von Ladezyklen);
- • hohe Sicherheit, da die Brandgefahr im Vergleich zu Lithium deutlich geringer ist;
- • einfache Skalierbarkeit der Kapazität;
- • gute Eignung für die Anforderungen von Stromnetzen und erneuerbaren Energien.
Die Nachteile sind hingegen:
- • geringe Energiedichte (sie nehmen viel mehr Platz ein als Lithium-Batterien);
- • Vorhandensein von Pumpen, Rohrleitungen und Tanks, die die Komplexität erhöhen;
- • noch hohe Anschaffungskosten;
- • beträchtliches Gewicht.
Um zu verstehen, wo sie im Vergleich zu anderen Speichersystemen stehen, lässt sich ein intuitiver Vergleich anstellen:
- • Lithium-Batterie: ideal für Elektroautos und mobile Geräte;
- • Redox-Flow-Batterie: ideal zur Speicherung von Energie aus einem Stromnetz, einem Solar- oder Windpark;
- • Pumpspeicherkraftwerk (wie Nant de Drance): ideal, wenn Berge und große Wasserreservoirs genutzt werden können.
In gewisser Weise ist eine Redox-Flow-Batterie ein Mittelweg zwischen einer herkömmlichen Batterie und einem Pumpspeicherkraftwerk: Wie eine Batterie speichert sie Energie chemisch, verfügt aber wie ein Kraftwerk über externe Speicherbecken, die erweitert werden können, um die Speicherkapazität zu erhöhen.
Diese Technologie wird in Laufenburg im Kanton Aargau bald Realität. Die Wahl dieses kleinen Dorfes ist kein Zufall; denn dank des sogenannten „Star of Laufenburg“, einem der historischen Knotenpunkte, über den sich die Synchronisation der Hochspannungsnetze des Kontinents entwickelte, nimmt es seit Jahrzehnten eine zentrale Position im europäischen Stromverbund ein. Der Bau einer gigantischen Speicherinfrastruktur an diesem Standort bedeutet, sie an einem der wichtigsten Punkte für das Management der europäischen Energieflüsse zu platzieren. Ein riesiger, etwa 27 Meter tiefer und über 200 Meter langer Hohlraum, der in den Schweizer Untergrund gegraben wurde, soll eine neue Energiespeicheranlage beherbergen: Das Projekt zielt darauf ab, eine Anlage zu errichten, die nach ihrer Fertigstellung die größte Redox-Flow-Batterie sein könnte, die jemals weltweit gebaut wurde.
Die von FlexBase im Technology Center Laufenburg entwickelte Anlage soll eine Kapazität von über 2,1 GWh und eine Abgabelleistung von über 1,2 GW erreichen – Werte, die mit der Produktion eines großen Kernkraftwerks vergleichbar sind. Nach Angaben von FlexBase haben die Arbeiten im Frühjahr 2025 begonnen und werden in aufeinanderfolgenden Phasen fortgesetzt. Im Januar 2026 hat Swissgrid die erste Stufe des Netzanschlusses mit einer Kapazität von 800 MW genehmigt – ein wesentlicher Schritt, damit die Anlage mit dem nationalen Stromnetz interagieren kann. Die Dimensionen sind kaum vorstellbar. Die Gesamtfläche des Campus beträgt mehr als 40.000 Quadratmeter, wobei ein erheblicher Teil der Energieinfrastruktur unterirdisch untergebracht wird. Diese Entscheidung hängt nicht nur mit städtebaulichen Anforderungen zusammen: Flussbatterien erfordern große Tanks, Pumpensysteme, Umwandlungsanlagen und große technische Flächen. Durch die Untertunnelung eines Teils der Anlage lassen sich die verfügbaren Flächen optimieren und die Strukturen besser in die Umgebung integrieren.
Die Bedeutung des Projekts geht über einen bloßen technologischen Rekord hinaus. Laufenburg ist ein konkretes Beispiel dafür, wie Energiespeicherung im Gigawatt-Maßstab zu einem unverzichtbaren Element wird, um das Wachstum erneuerbarer Energien, von Rechenzentren und der Elektrifizierung des Verbrauchs zu unterstützen. Wir wiederholen: Die Herausforderung besteht nicht nur darin, saubere Energie zu erzeugen; es geht um die Just-in-Time-Bereitstellung der erzeugten Energie.
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