Salz, Sand und Eis – die neuen Energiespeicher der Zukunft

Erneuerbare Energien gelten als Herzstück der klimaneutralen Zukunft. Windräder und Solaranlagen liefern inzwischen riesige Mengen Strom – doch nur, wenn das Wetter mitspielt. Die Sonne scheint nicht immer, der Wind weht nicht rund um die Uhr.

Um trotzdem eine stabile Energieversorgung zu gewährleisten, müssen Überschüsse zwischengespeichert werden. Und genau hier liegt die Herausforderung: Woher nehmen wir Speicher, die groß genug, bezahlbar und umweltfreundlich sind?

Aktuell dominieren Lithium-Ionen-Batterien und Pumpspeicherwerke. Doch Batterien brauchen seltene Rohstoffe, sind teuer und nur bedingt recycelbar. Pumpspeicher wiederum erfordern spezielle Landschaften und Eingriffe in die Natur.

Forschende weltweit suchen deshalb nach einfacheren, natürlichen Lösungen – und stoßen auf Materialien, die wir täglich sehen, aber nie als Energiespeicher wahrgenommen haben: Salz, Sand und Eis.

Salz kann weit mehr als nur Speisen würzen. In der Energietechnik ist es ein exzellentes Wärmespeichermaterial. Der Grund liegt in seiner Fähigkeit, thermische Energie in Phasenübergängen zu speichern.

Wenn ein Salz erhitzt und geschmolzen wird, nimmt es Energie auf. Beim Erstarren gibt es diese Wärme wieder ab. Dieser Prozess ist nahezu verlustfrei und kann Dutzende Male wiederholt werden, ohne dass sich die chemische Struktur verändert.

In sogenannten Latentwärmespeichern werden Salze – oft Natrium- oder Kaliumverbindungen – in Stahlbehältern aufgeschmolzen. Elektrische Energie, z. B. aus Solar- oder Windstrom, wird genutzt, um die Temperatur des Salzes zu erhöhen.

Sobald Energie benötigt wird, fließt Wasser durch Wärmetauscher im Salzbehälter. Die gespeicherte Wärme überträgt sich auf das Wasser, das wiederum Gebäude heizt oder industrielle Prozesse unterstützt.

In Norwegen arbeitet das Unternehmen EnergyNest an kommerziellen Salzspeichern. Ein typisches Modul kann bis zu 20 Megawattstunden thermische Energie speichern – genug, um ein ganzes Wohnviertel mehrere Tage lang zu beheizen.

In Dänemark werden ähnliche Systeme testweise in Fernwärmenetze integriert, um Solarwärme im Sommer zu speichern und im Winter nutzbar zu machen.

Der große Vorteil: Salz ist preiswert, ungiftig, nicht brennbar und kann über Wochen Energie halten, ohne große Verluste. Damit könnte es vor allem im Bereich der industriellen Wärmeversorgung ein Gamechanger werden.

Was zunächst wie ein Science-Fiction-Konzept klingt, ist heute Realität: Sandbatterien speichern überschüssige Energie in Form von Wärme.

In einem großen, isolierten Tank wird trockener Sand auf bis zu 600 °C erhitzt. Die Wärme stammt aus Stromüberschüssen von Wind- oder Solarkraftanlagen.

Der heiße Sand speichert diese Energie über Wochen. Wenn sie gebraucht wird, wird Luft durch den Sand geleitet, erhitzt und dann über Wärmetauscher für Fernwärme, Trocknungsprozesse oder Warmwasser genutzt.

Das finnische Start-up Polar Night Energy hat 2023 den weltweit ersten kommerziellen Sand-Energiespeicher installiert. Der Speicher fasst rund 100 Tonnen Sand und liefert Wärme mit einem Wirkungsgrad von etwa 90 %.

Er versorgt ganze Quartiere mit Fernwärme – selbst im langen finnischen Winter. Der Clou: Der Sand stammt aus der Region und verursacht keine zusätzlichen Umweltkosten.

Sandbatterien sind wartungsarm, brauchen keine seltenen Rohstoffe und sind nahezu unbegrenzt skalierbar. Sie lassen sich in alte Silos, Bunker oder Industrieanlagen integrieren.

Damit könnten sie in Zukunft überall dort eingesetzt werden, wo Stromüberschüsse entstehen – vom Solarpark in Spanien bis zum Windfeld an der Nordsee.

Während Nordeuropa Wärme speichert, kämpft Südeuropa mit Hitze. Hier wird Eis zum Energiespeicher der Wahl.

Eisspeicher nutzen den sogenannten Phasenwechsel von Wasser. Beim Gefrieren wird Energie gebunden – beim Schmelzen wird sie wieder abgegeben. Diese Kälteenergie kann gezielt genutzt werden, um Gebäude zu kühlen, ohne ständig Strom für Klimaanlagen zu verbrauchen.

Nachts, wenn der Strom günstig ist oder Windräder Überschuss produzieren, wird Wasser zu Eis gefroren. Tagsüber, wenn es heiß ist, schmilzt das Eis langsam und kühlt die Luft oder das Kühlwasser. Das spart Stromspitzen, Kosten und CO₂.

In Spanien, Italien und Portugal werden Eisspeicher bereits in Hotels, Krankenhäusern und Bürogebäuden genutzt.

In Barcelona laufen Pilotprojekte, bei denen ganze Straßenzüge über zentrale Eisspeicher klimatisiert werden. Ein weiteres Vorzeigeprojekt steht in Rom, wo ein Eisspeicher-System die Klimaanlagen eines großen Einkaufszentrums speist.

Eisspeicher sind modular, wartungsarm und besonders effizient, wenn sie mit Photovoltaikanlagen kombiniert werden.

Europa gilt als Labor der Energiespeicherung. Neben Skandinavien und Südeuropa fördern auch Deutschland, Österreich und die Schweiz zahlreiche Projekte, die sich mit natürlichen Speicherstoffen beschäftigen.

Das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme (ISE) arbeitet an Salzspeichern für Hochtemperaturanwendungen.

Die Technische Universität Hamburg untersucht, wie sich Sand als Wärmespeicher in ehemaligen Industriehallen nutzen lässt.

Und das Start-up ESy-Labs experimentiert mit hybriden Systemen, die Sand und Salz kombinieren, um sowohl kurzfristige als auch langfristige Speicherung zu ermöglichen.

Internationale Kooperationen

Über das EU-Programm Horizon Europe werden derzeit mehrere Dutzend Projekte gefördert, die sich mit thermischen Speicherlösungen befassen. Das Ziel: Batterien entlasten und Stromnetze stabilisieren, indem Wärme und Kälte als Speicher genutzt werden.

Die klassischen Energiespeicher unserer Zeit – Batterien – sind auf Rohstoffe wie Lithium, Kobalt und Nickel angewiesen. Diese sind teuer, schwer abbaubar und oft mit Umwelt- und Sozialproblemen verbunden.

Salz, Sand und Eis dagegen sind lokal verfügbar, ungiftig und nahezu unerschöpflich. Sie lassen sich recyceln, benötigen keine komplizierte Chemie und hinterlassen kaum Abfallprodukte.

Damit tragen sie entscheidend dazu bei, die Energieversorgung ökologisch und sozial verträglicher zu gestalten.

Zudem lassen sie sich hervorragend in bestehende Infrastrukturen integrieren – etwa in Fernwärmenetze, saisonale Speichersysteme oder kommunale Energieparks.

Energiespeicherung ist nicht nur eine technische, sondern auch eine gesellschaftliche Frage. Lokale Speicherlösungen ermöglichen es Städten und Gemeinden, unabhängiger von zentralen Stromnetzen und Energieimporten zu werden.

Ein Sandspeicher in Finnland oder ein Eisspeicher in Spanien bedeutet: Die Energie bleibt dort, wo sie erzeugt wird. Das stärkt regionale Wirtschaftskreisläufe und schafft Arbeitsplätze vor Ort.

Zudem sind solche Speicher ideal, um kommunale Energiegemeinschaften zu unterstützen – also Zusammenschlüsse von Bürgerinnen und Bürgern, die gemeinsam Strom und Wärme produzieren und nutzen.

Bis 2035 wird der weltweite Bedarf an Energiespeichern laut International Energy Agency (IEA) um das Zehnfache steigen. Thermische Speicher wie Salz-, Sand- und Eissysteme könnten dann einen beträchtlichen Teil des Marktes abdecken.

Forscher arbeiten derzeit an Hybridlösungen, die verschiedene Materialien kombinieren – etwa Salz für die Langzeitspeicherung und Sand für die schnelle Wärmebereitstellung.

Auch Kombinationen mit Wasserstoffsystemen sind denkbar: Überschüssiger Strom könnte in Form von Wärme und Wasserstoff gespeichert werden, was die Flexibilität des gesamten Energiesystems erhöht.

Wir haben hier die wichtigsten und spannendsten Fragen und die dazugehörigen Antworten zum Thema Energiespeicher der Zukunft:

Wie viel kostet eine Salzwasserbatterie?

Eine Salzwasserbatterie kostet je nach Kapazität und Hersteller etwa 6.000 bis 12.000 Euro. Im Vergleich zu Lithium-Ionen-Speichern ist sie meist etwas teurer, dafür aber nachhaltiger und sicherer.

Wie funktioniert ein Salzspeicher?

Ein Salzspeicher nutzt Salzwasser als Elektrolyt, um elektrische Energie chemisch zu speichern. Beim Laden und Entladen werden Ionen zwischen den Elektroden bewegt – ähnlich wie bei anderen Batterien, jedoch ohne giftige oder brennbare Stoffe.

Was sind die Nachteile einer Salzbatterie?

Salzbatterien haben eine geringere Energiedichte als Lithium-Systeme, sind also größer und schwerer. Außerdem ist die Leistung bei sehr hoher Belastung begrenzt und das Angebot auf dem Markt noch überschaubar.

Wie viel kostet ein Salzwasserwärmespeicher?

Ein Salzwasserwärmespeicher kostet – je nach Größe und Anwendung – meist zwischen 10.000 und 25.000 Euro. Er eignet sich vor allem für größere Gebäude oder in Kombination mit Solar- oder Heizsystemen.

Wie viel kostet ein 10 kW Stromspeicher?

Ein Stromspeicher mit 10 kWh Kapazität kostet aktuell zwischen 7.000 und 12.000 Euro, inklusive Installation. Die Preise hängen stark von der Technologie (Lithium, Salz, Redox-Flow etc.) und dem Hersteller ab.

Warum lohnt sich ein Stromspeicher nicht?

Ein Stromspeicher lohnt sich nicht immer wirtschaftlich, wenn der Stromverbrauch niedrig ist oder die Anschaffungskosten hoch sind. Ohne Förderung oder bei geringen Strompreisen dauert die Amortisation oft 10–15 Jahre. Nachhaltig kann er sich dennoch lohnen, wenn Eigenverbrauch und Autarkie im Vordergrund stehen.

Wer sich für nachhaltige Energielösungen interessiert, kann auch bei der eigenen Stromwahl bewusste Entscheidungen treffen. Die 123energie Stromtarife basieren auf Strom, der gemäß Herkunftsnachweisen aus erneuerbaren Energiequellen stammt. Damit erhältst du eine klar nachvollziehbare Option, deinen Energiebezug transparenter zu gestalten und deinen Verbrauch an individuelle Bedürfnisse anzupassen – ohne Kompromisse bei Preis oder Zuverlässigkeit.

Mehr zu den 123energie Stromtarifen erfährst du hier

Salz, Sand und Eis stehen sinnbildlich für eine neue Generation von Energiespeichern – einfach, nachhaltig, lokal verfügbar.

Sie beweisen, dass Hightech nicht immer kompliziert sein muss. Manchmal reicht ein Blick auf die Natur, um Lösungen zu finden, die funktionieren – und dabei umweltfreundlicher, kostengünstiger und langlebiger sind als alles, was wir bisher kannten.

Wenn in Finnland Sand Strom speichert, in Dänemark Salz Wärme konserviert und in Spanien Eis Gebäude kühlt, zeigt das eines: Die Zukunft der Energie liegt längst in unseren Händen – oder besser gesagt, in unserer Natur.