Speicherung

Schon die Stromerzeugung mit Erdgas-, Kohle – und Atomkraftwerken erfordert Speicher, um das Stromangebot permanent mit der Stromnachfrage der Verbraucher im Gleichgewicht halten zu konnen. Mit dem zunehmenden Ausbau der Erneuerbaren Energien verscharft sich insbesondere mit der extrem grundlastunfahigen Windenergie und Photovoltaik dieses Prob­lem und erreicht eine ganz neue Dimension.

Bisher stehen in Deutschland zu Langzeit-Speicherzwecken nur die bereits vorhandenen altbewahrten Pumpspeicherwasserkraftwerke zur Verfugung. Alle anderen Speichertechnolo – gien befinden sich im Forschungs – und Entwicklungsstadium und sind derzeit und auch im nachsten Jahrzehnt noch nicht ausreichend verfugbar.

In Pumpspeicherwasserkraftwerken (Abschn. 10.2, Bild 10.7) werden bei Stromuberschuss grofie Wassermengen im Schwerefeld der Erde nach oben gepumpt, um diese im Bedarfsfall wieder bergab durch Wasserturbinen stromen zu lassen, die Generatoren zur Wiederverstro – mung antreiben. Die Verluste dieser Speicherung liegen etwa bei (20 bis 30) %.

Sind die topologischen Voraussetzungen fur Pumpspeicherwasserkraftwerke nicht gegeben, sind Druckluftspeicherkraftwerke denkbar, die geologisch vorhandene Poren – oder Kaver – nenspeicher etwa im norddeutschen Flachland untertage nutzen konnen. Hier wird der uber – schussige Strom zum Antrieb eines Luftverdichters benutzt, der die komprimierte Luft in die unterirdischen Speicher druckt. Im Bedarfsfall wird die so gespeicherte Energie mit einer Luftturbine wieder in Strom zuruckverwandelt. Die sich bei dieser Speicherung einstellenden Verluste werden heute mit etwa (30 bis 40) % veranschlagt.

Auch eine chemische Speicherung des regenerativ erzeugten Stroms ist denkbar. Die schon lange diskutierte generelle Speicherung von Strom durch Umwandlung in Wasserstoff und dessen Ruckverwandlung zu Strom ist prinzipiell nicht erstrebenswert. Die Nutzung des Was – serstoffs als Sekundarenergie und des damit erzeugten Stroms als Tertiarenergie ist gegenuber

J. Unger, A. Hurtado, Energie, Okologie und Unvernunft,

DOI 10.1007/978-3-658-01503-9_12, © Springer Fachmedien Wiesbaden 2013

der Pumpspeicher – und Druckluftspeichertechnik zu umstandlich und verlustreich. Auch okologische Aspekte sprechen gegen eine generelle Wasserstoffwirtschaft [1].

Nur dann, wenn der mit den Erneuerbaren Energien erzeugte Strom (EE-Strom) weder ge – speichert noch ins elektrische Netz eingespeist werden kann und damit ein Totalverlust ent- steht, kann eine erganzende chemische Speicherung von Strom sinnvoll sein.

Der bei Stromuberschuss erzeugbare Wasserstoff kann lokal in Methan (EE-Gas) umgewan- delt und groBtechnisch wie Erdgas in Poren – oder Kavernenspeichern auch unter Nutzung der gesamten vorhandenen Erdgasinfrastruktur gespeichert werden. Die Ruckverwandlung im Bedarfsfall zu Strom kann mit erprobten Gasturbinen – und Dampfkraftwerken (GuD) mit hohen Wirkungsgraden bewerkstelligt werden. Die sich einstellenden Umwandlungsverluste werden heute mit etwa 60 % veranschlagt. Mit dieser Ruckverstromungstechnologie konnen somit 40 % des uberschussigen sonst nicht nutzbaren Stroms gerettet werden.

Neben der groBtechnischen Speicherung von Strom sollte aber die dezentrale Speicherung des insbesondere mit der Photovoltaik und On-Shore-Windenergie dezentral erzeugten Stroms nicht vernachlassigt werden. Die mit der alten zentralistischen Energiewirtschaft verknupften GroBkraftwerke, die auf hohen Verfugbarkeiten basieren, sind fur die dezentra – len Erneuerbaren Energien nicht geeignet. Der Bedarf an groBen Speichern kann durch den Aufbau eines groBen Kollektivs von dezentralen Speichern in Verknupfung mit den im gan – zen Land verteilten regenerativen Stromerzeugern reduziert werden.

Bleibt festzuhalten, dass im jetzigen Jahrzehnt eine signifikante Steigerung der Speicherfa – higkeit durch den Bau groBer zentraler Speicher fur den insbesondere mit der Offshore- Windenergie erzeugten Strom in Deutschland nicht moglich ist. Der Ausbau der herkommli – chen Pumpspeicherkraftwerke ist okologisch begrenzt, und die derzeit sinnvoll erscheinenden Druckluftspeicher – und Methanspeicherkraftwerke mussen ihre Tauglichkeit im groBtechni – schen Einsatz erst noch unter Beweis stellen. Erst wenn in einigen Jahrzehnten hinreichende Speicherkapazitaten real verfugbar sind, ist der weitere Ausbau der stark vagabundierenden Stromerzeugung mit Erneuerbaren Energien im groBen MaBstab und insbesondere der Offs – hore-Windenergie in Deutschland sinnvoll.

Der akute Notstand an Speicherkapazitat zeigt sich auch in der Begehrlichkeit an Standorten zur Nutzung von Wasserspeichern auBerhalb Deutschlands (Alpenregion, Norwegen).

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