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Papa, wie speichert man eigentlich Strom?

  •  Um eine mehrheitliche Nutzung der Erneuerbaren Energien zu Ermöglichen brauchen wir neue Speichertechnologien! Heute ist es üblich, zum Beispiel mit Pumpspeicherkraftwerken, überschüssigen Strom im Tagesverlauf in Form von Energie zu speichern und dann, wenn Strom gebraucht wird diese Energie wieder in Strom umzuwandeln. Im Sommer produzieren die Erneuerbaren Energien, vor allem Photovoltaikanlagen deutlich mehr Strom als im Winter, der Verbrauch sieht aber genau gegensätzlich aus, da es im Winter kälter ist und schneller dunkel ist. Optimal wäre es also diesen Energieüberschuss aus dem Sommer zu speichern und ihn im Winter zu nutzen. Wie ist das möglich?
    Ich möchte euch in diesem Artikel zwei unterschiedliche Innovation zur Energiespeicherung vorstellen.
    Ihr habt wahrscheinlich alle schon mal von Power to Gas gehört. Dahinter steht der Ansatz mit überschüssigen Strom eine Elektrolyse von Wasser anzutreiben, dass Wasser also in seine beiden Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff aufzuspalten. Der Sauerstoff kann in der chemischen Industrie verwendet werden, zur Energiespeicherung ist nur der Wasserstoff interessant. Es gibt nun zwei Ansätze: Bei dem ersten wird der Wasserstoff zu Methan umgewandelt und ins Erdgasnetz eingespeist. Das ist bis zu einem Volumenanteil von 8% problemlos möglich. Der zweite Ansatz sieht vor, den Wasserstoff zu speichern und dann zum gewünschten Zeitpunkt wieder zu verbrennen und daraus Strom zu erzeugen. Doch bei diesem Ansatz gibt es zwei Haken: Wasserstoff ist hochexplosiv, was die Speicherung aufwändig und gefährlich macht und sie hat nur einen Wirkungsgrad von bis zu 40%. Wenn man bedenkt, dass der Strom, der zur Elektrolyse von Wasser verwendet wurde auch unter einem Wirkungsgrad von 40%, bei modernen Gaskraftwerken 70%, erzeugt worden ist, dann hat der mit Power to Gas erzeugte Strom einen Wirkungsgrad von 0,16%. Ist das ökologisch? Die beiden Verfahren werden momentan in Pilotanlagen getestet. Es wird sich zeigen, unter welchen Vorraussetzungen ihre Verwendung Sinn macht.

    Ein ganz anderen Ansatz stellen unterirdische Schwerkraft-Pumpspeicherkraftwerke dar. Pumpspeicherkraftwerke sind im Vergleich zu neuen Ansätze noch immer sehr effizient. In Deutschland sind nahezu alle möglichen überirdischen Pumpspeicherkratwerke schon gebaut. Deswegen hat das hessische Unternehmen „Gravity Power“ jetzt eine Möglichkeit entwickelt, diese Pumpspeicherkraftwerke unterirdisch zu bauen sodass sie nicht sichtbar, geräuschlos und emissionsfrei sind. Unter der Erde sollen riesige, runde Schächte entstehen, die mit Wasser und einem beweglichen Kolben gefüllt sind. Überschüssiger Strom treibt eine Turbine an, die den Kolben nach oben zieht. Wenn Strom benötigt wird sinkt der Kolben ab und drückt dabei das Wasser nach oben, das eine Turbine antreibt und dadurch Strom erzeugt. In Bayern ist eine Demonstrationsanlage mit einem 140m tiefen Schacht mit 8m Durchmesser und einer Leistung von 1 Megawatt geplant. Für diese Testanlage sind 10 Millionen Euro als Kosten veranschlagt. Sollte diese Anlage erfolgreich sein, könnte schon 2019 die erste Großanlage mit 300 Megawatt Leistung und einem 500m tiefen Schacht mit 80m Durchmesser gebaut werden. Eine Anlage dieser Größe kostet etwa 325 Millionen Euro. Probleme macht dabei aber noch die Dichtung des Kolbens.

    "Pumpspeicherkraftwerk Hengstey c flick via cc_ruhrblick

    Es gibt noch viele weitere Ideen zur Energiespeicherung wie beispielsweise die Nutzung von Notstromaggregaten aus Krankenhäusern zur Deckung der Tagesspitzen. Ich habe versucht, euch zwei Innovationen vorzustellen, die die Energie in Deutschland schon bald im großen Stil speichern könnte und so dieunterpraktikable Nutzung Erneuerbarer Energien in Deutschland zu unterstützen. Falls ihr noch andere vielversprechende Ansätze kennt oder Fragen habt, scheint einfach einen Kommentar.

    Informationen: Mathezirkel Hamm Vortrag "Gasversorgung in NRW-Mathematische Verfahren" und Wirschaftteil der FAZ vom 04.06.14 "Träume von der Riesenbatterie" von Johannes Pennekamp

    Fotos: Flickr, Titelbild "Bilfinger Naturgaspipeline USA" c flick via Bilfinger SE

Kommentare

12 Kommentare
  • Lara_Gr
    Lara_Gr Danke Julius, aber macht dann nicht die Nutzung von Notstromaggregaten aus Krankenhäusern mehr Sinn? Damit ließen sich Spitzenlasten gut decken und die Anlagen sind sowieso schon vorhanden, es entstehen also keine extra Kosten. Außerdem s...  mehr
    16. September 2014
  • Ivonne
    Ivonne Klasse Artikel, Lara!!! :-)
    18. September 2014
  • JuliusS
    JuliusS Hey Lara.
    Also ich bin mir nicht sicher in wie fern das mit den Aggregaten wirklich sinnvoller ist. Denn soweit ich weiß werde diese mit Diesel betrieben, also ist das auch nicht das umweltfreundlichste. Aber natürlich hast du Recht. Dadurch, d...  mehr
    19. September 2014
  • KimSophie
    KimSophie Du solltest Journalistin werden, Lara
    21. September 2014