22.10.2025
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Powertower: ein Pumpspeicher fürs Flachland

Stromspeichertechnologien werden immer wichtiger. Das an der Universität Innsbruck entwickelte System Powertower soll das Prinzip von Pumpspeicher-Kraftwerken außerhalb des Gebirges verfügbar machen. Die Technologie findet sich auch auf der "Innovation Map" der Wirtschaftskammer Österreich (WKÖ). Wir sprachen mit Projektleiterin Valerie Neisch.
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Valerie Neisch und ihr Team arbeiten am Powertower | Fotos: Valerie Neisch / Bearbeitung brutkasten
Valerie Neisch und ihr Team arbeiten am Powertower | Fotos: Valerie Neisch / Bearbeitung brutkasten

Das Problem ist mittlerweile allgemein bekannt: Wind- und Photovoltaikkraftwerke unterliegen in der Stromproduktion starken Schwankungen. Um das Stromnetz am Laufen zu halten, braucht es daher Speichertechnologien, die die nötige Kapazität, Flexibilität und Effizienz haben, um diese Schwankungen auszugleichen.

Pumpspeicher im Flachland als Zukunftstechnologie auf der „Innovation Map“ der WKÖ

„Der Großteil der Speicherung erfolgt heute immer noch über Pumpspeicher-Kraftwerke im Gebirge. Auch in Norddeutschland produzierte Windenergie wird in den österreichischen Alpen gespeichert“, erklärt Valerie Neisch, Forscherin im Bereich Wasserbau an der Universität Innsbruck. „Einige dieser Kraftwerke laufen bereits seit mehr als 100 Jahren.“ Genau diese Langlebigkeit wollen Neisch und ihr Team auch bei einem neuartigen Speicherkonzept erreichen: dem Powertower. Dieser soll das Prinzip des Pumpspeicherkraftwerks auch im Flachland verfügbar machen – eine von 105 Technologien, die auf der interaktiven „Innovation Map“ der WKÖ zu finden sind.

Das Prinzip ist schnell erklärt: Mit der zu speichernden Energie wird Wasser unter einen Gewichtskolben in einem mit Wasser gefüllten Zylinder gepumpt, der damit nach oben gehoben wird. Wenn die Energie wieder benötigt wird, erzeugt das Gewicht den notwendigen Druck, um wieder Strom zu generieren und sinkt nach unten ab. Für die Kolbenbewegung wird eine Pumpturbine eingesetzt, also eine Maschine, die sowohl Pumpen als auch Strom generieren kann.

80 bis 85 Prozent Wirkungsgrad

„Das Entscheidende bei allen Stromspeicher-Methoden ist der Wirkungsgrad, also der Prozentsatz des eingespeisten Stroms, der wieder zurückgewonnen wird“, erklärt Neisch. Beim Powertower liege dieser bei 80 bis 85 Prozent. Gute, moderne Batterien lägen zwar mit rund 90 Prozent noch höher, aber: „Der Wirkungsgrad nimmt mit der Zeit ab und die Lebensdauer ist im Vergleich kürzer“, erklärt die Expertin. Einen erheblich schlechteren Wirkungsgrad von nur etwa 40 bis 60 Prozent hätten übrigens „Power-to-Gas“-Konzepte, also die Speicherung und Rückverstromung von Strom in Form von durch Elektrolyse gewonnenem Wasserstoff.

Mit dem System wolle man das österreichische Know-how im Bereich Pumpspeicher auch ins Flachland bringen, nicht zu Pumpspeicherkraftwerken in Konkurrenz treten, stellt Neisch klar: „Sobald man den entsprechenden Höhenunterschied im Gelände hat, ist der Pumpspeicher immer günstiger. Da würde sich ein Powertower nicht rechnen“, so die Forscherin.

Powertower 2: Prototyp bereits mit 42-Tonnen-Gewicht

Dass das Powertower-Konzept funktioniert, konnten Neisch und ihr Team bereits mit zwei Prototypen beweisen. Der erste ist ein 2,20 Meter hoher Plexiglas-Aufbau im Labor. Der zweite davon, der in einem Hof der Uni zu finden ist, ist bereits sechs Meter hoch, hat einen Durchmesser von 2,30 Meter und arbeitet mit einem Schwerbeton-Gewicht von nicht weniger als 42 Tonnen. Die Turbine befindet sich dabei in der Mitte des zylinderförmigen Gewichts. Dieses fährt im ebenfalls zylinderförmigen Tower mit geringem Reibungsverlust auf und ab. „Mit diesem Prototypen konnten wir schon zahlreiche Bedenken ausräumen. Es bewegt sich alles sehr ruhig und stabil“, sagt Neisch.

Das im Powertower eingesetzte Schwerbeton-Gewicht | Foto: Valerie Neisch

Der durchaus kolossale Aufbau, der unter anderem mit einer FFG-Förderung errichtet wurde, ist aber nur ein winziger Vorgeschmack auf das, was Neisch und ihr Team eigentlich bauen wollen. Im Zuge der Forschung sei klar geworden, dass man das System im Endausbau nicht oberirdisch, sondern unterirdisch anlegen würde, erklärt die Wissenschaftlerin – alleine schon wegen der Akzeptanz durch Anrainer:innen. „Powertower 3 wäre fertig geplant und hätte eine Tiefe von 20 Metern. Der könnte dann schon regulär als Stromspeicher fungieren“, sagt Neisch.

Finanzielle Hürden

„Wäre“, „hätte“ und „könnte“, denn bereits zweimal sei man in der Umsetzung in bereits fortgeschrittenem Stadium an der Finanzierung gescheitert, erzählt die Forscherin. „Wir haben nicht nur Förderungen eingeworben, sondern auch mit Unternehmen und privaten Investoren zusammengearbeitet. Wir waren dabei auch schon fortgeschritten, letztlich war ihnen aber der Zeithorizont zu lange“, sagt Neisch.

Der Powertower 2 | Foto: Valerie Neisch
Der Powertower 2 | Foto: Valerie Neisch

Denn um in der Energiewende eine entscheidende Rolle zu spielen und folglich auch ein lukratives Geschäft auszubauen, wäre auch der beschriebene 20-Meter-Aufbau in einem Schacht nur eine weitere Stufe – eben ein weiterer Prototyp. „Powertower 4, die angestrebte Endgröße, wäre dann bis zu 100 Meter tief. Am effizientesten wäre es, einen Cluster von mehreren Powertowern etwa direkt bei einem Windpark zu errichten“, erklärt die Forscherin. Zusätzlich könne der Energiespeicher mit seiner großen Wassermasse als Wärmespeicher fungieren, so das aktuelle Konzept des Forschungsteams. Das könnte die Möglichkeiten und den Kosten-Nutzen-Effekt erhöhen, meint Neisch.

„Am Ende brauchen wir ja mehr Speicher“

Auch wenn das Projekt aktuell ins Stocken geraten sei, sehe man sich aber weiter nach Möglichkeiten zur Umsetzung und geeigneten Förderungen um. „Am Ende brauchen wir ja mehr Speicher und zwar einen Mix aus Kurzzeit- und Langzeit-Speicher-Systemen. Sonst werden die Gaskraftwerke wieder angeschaltet“, sagt Neisch.


Entdecke Österreichs Innovation Map 

Der Powertower ist ein Beispiel dafür, wie innovative Forschung aus Österreich Antworten auf die großen Fragen der Energiewende liefern kann. Projekte wie dieses zeigen, dass Zukunftstechnologien nicht nur in den Laboren internationaler Konzerne entstehen, sondern auch an heimischen Universitäten und in enger Zusammenarbeit mit der Wirtschaft entwickelt werden.

Wer entdecken möchte, welche weiteren Ideen und Technologien entstehen – von Quantenoptik über grüne Chemie bis hin zu neuen Energiespeicherlösungen –, findet auf der „Innovation Map“ der Wirtschaftskammer Österreich einen umfassenden Überblick. Die interaktive Plattform macht sichtbar, wo Zukunft bereits Realität wird und wie Forschung, Unternehmertum und Nachhaltigkeit ineinandergreifen.

👉 Jetzt entdecken, welche Technologien Österreichs Innovationslandschaft prägen: innovationmap.at

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USB-Stick Erfinder Dov Moran im Interview. (c) LinkedIn/Dov Moran

Mit der Gründung von M-Systems und der Erfindung des USB-Flash-Laufwerks sowie revolutionärer Speicherlösungen schrieb der israelische Halbleiter-Pionier Dov Moran Technologiegeschichte, bevor er sein Unternehmen für rund 1,6 Milliarden US-Dollar an SanDisk verkaufte. Heute lenkt er als Managing Partner beim Deep-Tech-Fonds Grove Ventures als einer der angesehensten Tech-Investoren Israels die Zukunft von KI, Halbleitern, Cloud-Infrastruktur und digitaler Gesundheit.

Der Tech-Pionier und Investor erklärt im Interview, dass im aktuellen KI-Boom vor allem die physische Infrastruktur entscheidend ist und sich Europa statt auf Defense-Tech auf Nischen wie Quantentechnologie konzentrieren sollte. Darüber hinaus empfiehlt er staatliche Unternehmensbeteiligungen nach taiwanesischem Vorbild sowie eine Kultur, die echten Gründergeist und Mut zum Risiko fördert.

brutkasten: Sie haben geholfen, mit dem USB-Flash-Laufwerk eine der am weitesten verbreiteten Technologien der Welt zu erfinden. Wenn Sie zurückblicken: Was unterscheidet bahnbrechende Innovationen von Technologien, die niemals skalieren?

Dov Moran: Zunächst einmal ist der USB-Stick heute ein totes Produkt. Nur noch sehr wenige Menschen benutzen ihn, aber genau das ist das Wesen von Technologie: Man baut etwas auf, und das dient dann als Fundament für etwas Fortschrittlicheres. Ich bin sehr stolz darauf, dass ich einen kleinen Teil zu dieser Infrastruktur beitragen konnte.

Bei M-Systems haben wir damals allerdings noch andere Dinge erfunden, die ich für fast noch wichtiger halte, auch wenn sie für Endkunden weniger sichtbar waren. Damals gab es zwei Arten von Flash-Speicher: NAND-Flash für reine Daten und NOR-Flash – dominiert von Intel und AMD –, um den Code für das Betriebssystem zu speichern. Das gesamte Marktkonzept sah vor, dass jedes System beide Komponenten benötigt. Wir haben damals eine technologische Lösung gefunden, um den NOR-Flash komplett zu eliminieren und den Code direkt in den NAND-Flash zu integrieren. Unser Weg, dieses Problem zu lösen, hat das NOR-Flash-Geschäft für Intel und AMD grundlegend verändert, aber gleichzeitig in jedem einzelnen Telefon auf der Welt den Platzbedarf reduziert und etwa drei Dollar pro Gerät gespart. Bei rund einer Milliarde produzierten Telefonen pro Jahr haben wir der Welt somit jährlich drei Milliarden Dollar eingespart.

Welche Technologie erinnert Sie heute am meisten an die Anfangstage des Flash-Speichers?

Ich denke, wir sehen derzeit eine grundlegende Wende auf dem Markt – weg von einer rein softwaregetriebenen Welt hin zu einer Welt der Infrastruktur. Marc Andreessen sagte einmal: „Software eats the world.“ Heute geht es jedoch vor allem darum, die richtige Hardware- und Infrastrukturbasis zu schaffen: Wir brauchen die richtigen CPUs, wir müssen das enorme Problem des Energieverbrauchs und der Kühlung lösen und wir müssen Rechenzentren bauen, die deutlich effizienter und effektiver sind.

Was heute an Infrastruktur existiert, kann die weltweite Nachfrage schlichtweg nicht bedienen, wenn bald jeder Mensch KI nutzt, forscht und eigene Agenten baut. Wenn auch nur zehn Prozent der Bevölkerung anfangen, intensiv KI-Agenten zu bauen und zu nutzen, würden unsere heutigen Systeme zusammenbrechen. Die Infrastruktur für Künstliche Intelligenz steht genau vor solchen fundamentalen technologischen Skalierungsaufgaben.

Alle sprechen über KI. Wo sehen Sie die größten Chancen jenseits der aktuellen KI-Welle beziehungsweise wo sollte sich Europa positionieren?

KI ist eine gewaltige Revolution, die das Leben aller Menschen beeinflussen wird – vom Reinigungspersonal bis hin zum Leiter einer Onkologie-Abteilung, dessen Diagnostik und Behandlungsweisen sich grundlegend verändern werden. Eine so große Transformation bringt natürlich für jeden enorme Chancen mit sich – für Einzelpersonen, Krankenhäuser, das Bildungswesen und für ganze Staaten.

Wenn ein Land wie Österreich entscheidet, in diesen Markt zu investieren, sollte der Fokus auf der Infrastrukturebene oder auf sehr gezielten Nischen liegen, nicht auf reinen Anwendungen. Ich glaube zum Beispiel nicht, dass Österreich versuchen sollte, im Bereich Defense Tech zu konkurrieren. Dieser Markt erfordert gewaltige Kapazitäten, riesige Budgets und spezifisches Know-how, wie es in den USA oder aufgrund ständiger Konflikte in Israel und der Ukraine existiert.

Man muss Nischen finden, in denen man wirkliche Wettbewerbsvorteile aufbauen kann. Das könnte zum Beispiel die Quantentechnologie sein, die Kombination aus Gesundheitswesen und KI oder hochentwickelte Sensorik für eine bessere medizinische Überwachung von zu Hause aus.

Israel bringt trotz seines relativ kleinen Marktes kontinuierlich globale Technologie-Champions hervor. Was erklärt diesen Erfolg und wie wird Unternehmertum dort gefördert?

Es gibt einen großen Unterschied zwischen Erfindern, Unternehmern und operativen Managern. Viele Erfinder kommen von Universitäten, aber selbst die beste Erfindung oder das beste Patent scheitert, wenn man nicht weiß, wie man ein Unternehmen führt und skaliert. Ich bin der festen Überzeugung, dass Unternehmertum und Innovation viel früher im Bildungssystem verankert werden müssen – spätestens an den weiterführenden Schulen.

Das Bildungssystem muss weg vom reinen Frontalunterricht und Auswendiglernen, hin zu echter Interaktion, Teamwork und praktischer Projektarbeit. Ich bin selbst Verwaltungsratsmitglied einer 150 Jahre alten jüdischen Schulkette namens ORT. Um den Schülern dieses Denken nahezubringen, habe ich ein Buch über Unternehmer geschrieben, das nach jedem Kapitel Diskussionsfragen aufwirft. Ich beginne darin mit Abraham als dem „ersten jüdischen Unternehmer“, der den Monotheismus erfunden hat.

Im Talmud gibt es die Geschichte, dass Abraham die Götzenstatuen im Laden seines Vaters zerstörte, weil er die Logik dahinter hinterfragte, und danach seine Heimat verließ, um ins Ungewisse nach Israel zu ziehen. Genau das passiert vielen Gründerinnen und Gründern: Sie haben eine Vision, jeder sagt ihnen, dass es unmöglich ist, und sie müssen bereit sein, ihre gewohnte Umgebung zu verlassen, um ihr Ziel zu erreichen. Schüler müssen lernen, solche kritischen Fragen zu diskutieren: Was bedeutet es, ins Ungewisse zu gehen? Ist Unternehmertum immer gut oder birgt es auch Risiken? Diese mentale Vorbereitung ist die Basis für eine Innovationskultur.

Was kann Europa und speziell ein Land wie Österreich von der israelischen Innovationskultur und anderen globalen Vorreitern lernen?

Zunächst einmal können auch wir viel von Europa lernen – zum Beispiel, wie man ein Land so lebenswert und friedlich gestaltet. Was die Förderung von Technologie betrifft, lohnt sich für Europa jedoch ein Blick nach Taiwan, speziell auf das ITRI-Institut (Industrial Technology Research Institute).

Der Staat dort verteilt nicht einfach nur passiv Fördergelder an Unternehmen, was oft nicht der klügste Weg ist. Stattdessen definieren kluge Köpfe alle paar Jahre strategische Zukunftsmärkte. So wurde vor Jahrzehnten entschieden, dass der Bau von Halbleiterwerken entscheidend sein wird, woraufhin man gezielt den Gründer von TSMC aus den USA zurückholte. Heute hängt die gesamte Weltwirtschaft von TSMC ab, was für Taiwan zugleich ein enorm starkes sicherheitspolitisches Instrument ist.

Ein weiterer entscheidender Punkt ist, wie Staaten investieren: Wenn staatliche Innovationsbehörden Unternehmen mit Kapital unterstützen, sollten sie dafür im Gegenzug auch Unternehmensanteile (Equity) erhalten, anstatt nur verlorene Zuschüsse zu verteilen. Der Staat sollte sich als stiller Gesellschafter beteiligen, sich nicht in das operative Tagesgeschäft einmischen, aber bei einem erfolgreichen Exit sein Geld inklusive Rendite zurückerhalten. So kann ein Staat mit Innovation tatsächlich Geld verdienen, das wieder in das Ökosystem zurückfließen kann.

Welchen Rat würden Sie Gründern geben, die heute in Europa Deep-Tech-Unternehmen aufbauen?

Schauen Sie sich genau an, wer in der aktuellen Marktphase wirklich Geld verdient. Im KI-Bereich verlieren viele Software- und Anwendungsunternehmen derzeit Milliarden, während diejenigen, die die Infrastruktur und Hardware bereitstellen – wie Nvidia oder TSMC als deren Auftragsfertiger –, enorm erfolgreich sind.

Wir erleben eine Wende: Es reicht nicht mehr aus, nur auf reine Software-Anwendungen zu setzen. Die wahren Deep-Tech-Chancen liegen heute in der Lösung fundamentaler physischer und technischer Probleme – sei es bei der Energieeffizienz, der Kühlung von Rechenzentren, fortschrittlichen Halbleitern oder auch in der Weltraumtechnologie (Space Tech). Wenn Sie ein Unternehmen aufbauen, fokussieren Sie sich auf diese harten Infrastruktur- und Technologieprobleme, die die Welt zwingend lösen muss.

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