Ausgabe 1/2013 - BS Energy

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Speicher stecken noch
in den Kinderschuhen
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Können Stromspeicher einen Beitrag zur Energiewende leisten?
Wie würde unser Leben ohne Strom aussehen? Das ist eine
Frage, die sich zwischen Kaffeemaschine und Laptop im
Alltag niemand stellt. Denn eine zuverlässige Stromversorgung
ist für uns so selbstverständlich wie das tägliche Brot
oder sauberes Wasser aus der Leitung. Das soll sich auch
mit der Energiewende nicht ändern. Denn bei allen positiven
Effekten, wie zum Beispiel dem Zurückdrängen der
Kernenergie, die von einem zügigen Ausbau der erneuerbaren
Energien an der Stromerzeugung ausgehen, darf ein
wesentlicher Pfeiler der Energieversorgung zu keiner Zeit
ins Wanken geraten: die Versorgungssicherheit.
Wetterabhängig erzeugter Strom durch Wind und Sonne
muss also so in die Elektrizitätsversorgung integriert
werden, dass zu keiner Zeit die Lichter ausgehen. Zukünftig
könnten Stromspeicher helfen, die bisher zwingend
notwendige Gleichzeitigkeit von Erzeugung und Verbrauch
zu überwinden. Ein Beispiel: An einem warmen, sonnigen
Maisonntag ist halb Braunschweig am Badesee. In der Zeit
wird zwar viel Strom erzeugt, aber vergleichsweise wenig
verbraucht. Am Montag danach bleiben die Sonnenstrahlen
und der daraus erzeugte Strom aus. Allerdings ist durch
das Geschäftstreiben der Bedarf wieder höher. Um so
etwas auszugleichen und die Netzstabilität nicht zu gefährden,
könnten zukünftig auch Stromspeicher einen Beitrag
zur Versorgungssicherheit leisten. „Speicher sind vor allem
in räumlicher Nähe zu regenerativen Energieanlagen sinnvoll“,
erklärt Julien Mounier, Vorstand von BS|ENERGY.
Herausforderung Energiewende
Vor welchen immensen Herausforderungen die Energiewirtschaft
derzeit steht, veranschaulicht ein Rechenbeispiel
des Physikprofessors Eduard Heindl von der Hochschule
Furtwangen. Bei einer Energieversorgung ausschließlich
mit erneuerbaren Energien müssten für jeden
Einwohner Deutschlands im Durchschnitt 147 Kilowattstunden
Speicherkapazität bereitgestellt werden. Bediente man
sich allein der Pumpspeichertechnologie, bräuchte man für
das ganze Land mit seinen mehr als 80 Millionen Einwohnern
ein Speicherkraftwerk mit einem Stausee, der doppelt
so groß wie der Bodensee wäre. In Speicherkraftwerken
wird elektrische Energie durch Hinaufpumpen von Wasser
gespeichert. Wird Strom gebraucht, lässt man es wieder
bergab fließen und erzeugt dabei mittels Turbinen und
Generatoren erneut elektrischen Strom. Einziger Haken:
Für den von Professor Heindl errechneten Speicherbedarf
müsste man den gesamten Südschwarzwald fluten – was
sicher niemand ernsthaft in Erwägung zieht.
Speichertechnologien in den Kinderschuhen
„Zum Gelingen der Energiewende ist es erforderlich, weiter
an den Speichertechnologien zu forschen. Welche Technologie
– und ob sich Speicher langfristig überhaupt durchsetzen
– ist heute noch nicht absehbar. In jedem Fall wird
Flexibilität im Energiemarkt der Zukunft immer wichtiger“,
so Mounier. Auch eine Kombination von Speichertypen
könnte notwendig werden. Das sieht Prof. Dr.-Ing. Ulrike
Krewer vom Institut für Energie- und Systemverfahrenstechnik
an der Technischen Universität Braunschweig
ebenso. „Batteriespeicher können beispielsweise kurzfristig
und schnell Energie abgeben. Ihre Speicherkapazität
ist aber noch zu gering. Zudem sind sie recht teuer“,
unterstreicht Krewer den Forschungsbedarf sowie die
Kombination der Technologien. So stecken die meisten
Speichertechniken noch in den Kinderschuhen und weisen
bisher keine ausreichende Marktreife beziehungsweise
Wirtschaftlichkeit auf.
Pumpspeicherkraftwerke seien bislang als einzige technisch
ausgereift, erklärt Mounier. Dafür braucht man
jedoch bergiges Gelände, in Deutschland eher Mangelware.
„Der Eingriff in die Natur ist zudem erheblich“, so
Mounier weiter. Druckluftspeicherkraftwerke funktionieren
zwar nach einem ähnlichen Prinzip, ihr maximaler
Wirkungsgrad, also das, was nach Verlusten bei der Energieumwandlung
noch übrig bleibt, liegt jedoch derzeit bei
ungefähr 50 Prozent. Dennoch sei diese Technik, für die
man Stollen oder alte Salzstöcke braucht, gerade für Norddeutschland
interessant. „Es gibt bisher nur in Huntorf und
in den USA ein Werk. Da ist bisher also wenig passiert, es
muss geforscht werden“, kommentiert Professorin Krewer.
„Heißes Thema“: Power-to-Gas
Ein ganz „heißes Thema“ für die Zukunft der Speichertechnologien
sei derzeit das Power-to-Gas-Verfahren,
unterstreicht Krewer. Dabei wird überschüssiger Strom aus
erneuerbaren Energien in künstliches Methangas umgewandelt,
das hervorragend speicherbar ist. Sobald Strom
benötigt wird, kann das Gas problemlos zurückverstromt
werden. „In Deutschland würde die Kapazität der bereits
vorhandenen Erdgaslagerstätten derzeit ausreichen, um
alle Haushalte zwei bis drei Monate lang mit Strom zu
versorgen“, erläutert Professorin Krewer. Dies wäre also
eine Möglichkeit, um große Mengen Strom aus erneuerbaren
Energien langfristig zu speichern. Der Wirkungsgrad
dieser Technologie liege derzeit bei maximal 45 Prozent.
Grundsätzlich gelte jedoch, meint Krewer, dass es schon
jetzt allemal besser sei, überschüssig erzeugten Ökostrom
umzuwandeln und als Gas zu speichern. Denn: „Wenn der
Wind derzeit bläst, aber kein Strom benötigt wird, werden
die Windenergieanlagen abgeschaltet. Dann liegt der Wirkungsgrad
bei null.“ So ist also Forschung das Gebot der
Stunde. Das meint auch Julien Mounier: „Derzeit brauchen
wir noch keine Stromspeicher, sondern erst in etwa zehn
bis zwanzig Jahren. Wenn jetzt nicht geforscht wird, dann
haben wir keine Speicher, wenn wir sie brauchen.“
Fakten zum Staunen
• Die deutschen Pumpspeicher können maximal
40 Gigawattstunden Energie speichern. In ganz
Deutschland wird diese Menge in ungefähr einer
halben Stunde verbraucht. Gemessen am durchschnittlichen
Bedarf an Strom könnte man auch
rund drei Millionen Vier-Personen-Haushalte
einen Tag lang damit versorgen.
• Das größte deutsche Pumpspeicherkraftwerk
in Goldisthal (Thüringen) hat eine Speicherkapazität
von 8,44 Gigawattstunden, also
8.440.000.000 Wattstunden. Würde man diese
Energie in Netbook-Akkus speichern wollen,
bräuchte man rund 176 Milliarden Stück.
• Um mit der Energie eines Pumpspeicherkraftwerks
eine viertägige Windflaute auszugleichen, müsste
man den Bodensee aufs Niveau der Zugspitze
pumpen.
• Die größte „Batterie“ der Welt: Die Speicherkapazität
der norwegischen Speicherseen beträgt
derzeit 84.000 Gigawattstunden – das ist
2.100 Mal so viel wie die Gesamtspeicherkapazität
aller deutschen Pumpspeicherkraftwerke.
• Pumpspeicher sind schwarzstarttauglich, das
heißt, sie können ohne Hilfe anderer Kraftwerke
Strom produzieren. Das ist besonders wichtig, um
im Fall eines großflächigen Netzausfalls die Versorgung
wieder aufbauen zu können.
• Wenn alle Autos in Deutschland Elektrofahrzeuge
wären, würde die Kapazität der Akkus ausreichen,
um ganz Deutschland mehr als fünfeinhalb
Stunden mit Strom zu versorgen.
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