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Cluster Erneuerbare Energien Hamburg erklärt die vier wichtigsten Energiespeicher-Typen

In letzter Zeit sind einige große Batteriespeicher in Betrieb gegangen, welche das lokale Netz unterstützen
In letzter Zeit sind einige große Batteriespeicher in Betrieb gegangen, welche das lokale Netz unterstützen

Energiespeicher sind entscheidend für den Ausbau der erneuerbaren Energien im großen Stil – Grund dafür ist ihr schwankendes Angebot. Das Cluster Erneuerbare Energien Hamburg präsentiert die vier wichtigsten Speichertypen.

Ob Wind oder Flaute, Tag oder Nacht – erneuerbare Energien sind abhängig von natürlichen Bedingungen, stehen mal im Überfluss und mal gar nicht zur Verfügung und müssen, um den weiteren Ausbau zu schaffen, je nach Bedarf in kleinerem oder größerem Stil gespeichert werden.

Ziel der Bundesregierung ist, dass der Anteil der erneuerbaren Energien bis 2050 mindestens 80 Prozent des Energiehaushalts ausmacht. Um dies zu realisieren, werden perspektivisch zunächst kleinere Speicher benötigt, um das Netz lokal zu stützen, sowie beim steigenden Anteil auch effektive Mittel- und Langzeitspeicher.

„Das Ziel ist noch nicht erreicht; die Branche befasst sich aber offen und intensiv mit dem Speicherthema, und viele Lösungen sind bereits vorhanden“, sagt Jan Rispens, Geschäftsführer des Clusters.

„Es werden noch viele Wind- und Solarparks gebaut werden – wir brauchen daher passende Speicherlösungen und natürlich auch die dazu passenden gesetzlichen Rahmenbedingungen“, so Rispens.

 

Batteriespeicher sind zunehmend auch für größere Stromsysteme geeignet

Batterien werden momentan hauptsächlich in kleineren Stromsystemen in Einzel- oder Mehrfamilienhäusern eingesetzt. Aufgrund der geringen Zahl möglicher Ladezyklen sind die Gesamtkosten bei Batterien noch recht hoch. Zudem verringert sich die Speicherkapazität durch häufiges Laden und Entladen. Ihre Einsatzmöglichkeiten in Stromsystemen sind daher eingeschränkt.

Neuere Batterietechnologien weisen bereits eine höhere Zahl möglicher Ladezyklen und eine größere Speicherkapazität auf. Die verhältnismäßig hohen Energiekosten und eine immer noch geringe Zahl an Ladezyklen erschweren derzeit jedoch noch einen wirtschaftlichen Einsatz in größeren Stromsystemen. In letzter Zeit sind aber auch einige große Batteriespeicher in Betrieb gegangen, welche das lokale Netz unterstützen. Die Technik entwickele sich schnell, betont das Cluster.

 

Pumpspeicher sind technisch ausgereift

Bei der Pumpspeicher-Technik wird Wasser in ein hoch gelegenes Becken gepumpt und dort aufbewahrt. Dies ist die technisch bewährteste und bisher am häufigsten eingesetzte Speichertechnologie. Bei Bedarf wird Wasser abgelassen und mit Hilfe einer Turbine und eines Generators Strom erzeugt.

Es gibt jedoch einschränkende Faktoren beim künftigen Ausbau: Naturschützer haben Bedenken aufgrund des massiven Eingriffs in die Landschaft. Außerdem gibt es wegen der topologischen Anforderungen nur noch sehr wenige mögliche neue Standorte für Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland. Technisch lassen sie sich flexibel steuern und sind schnell einsatzbereit. Sie können daher zuverlässig verschiedene Arten von Regelenergie bereitstellen. Regelenergie hält die Frequenz im Stromnetz konstant und sichert die Stabilität des Stromsystems.

 

Power-to-Heat wandelt Strom in Wärme um

Beim Power-to-Heat-Verfahren wird bei einer Überspeisung des Stromnetzes durch erneuerbare Energien der überschüssige Strom in Wärme umgewandelt. PtH-Anlagen dienen nicht nur der Netzstabilität, sondern auch der Reduktion von CO2-Emissionen: Da bei dieser Technik mit relativ geringen Investitionskosten Strom aus erneuerbaren Energien integriert werden kann, reduzieren PtH-Anlagen die Leistung fossiler Heizkraftwerke in Nah- und Fernwärmesystemen.

PtH-Anlagen sind eine vergleichsweise kostengünstige Technologie und gleichzeitig eine wirtschaftlich schon heute attraktive Option für die Stabilisierung des deutschen Stromnetzes. Überschüssiger Strom könnte direkt in Wärmespeichern gespeichert werden, kann aber auch genutzt werden, um elektrische Wärmepumpen anzutreiben, die Umgebungswärme aus dem Erdreich oder aus der Luft aufnehmen. Damit könnte sich die Wärmeausbeute des eingesetzten Stroms künftig noch einmal deutlich erhöhen.

 

Power-to-Gas: Energie speichern mit Strom und Wasser

Bei dieser Technik wird Wasser mit Hilfe von Strom in Wasserstoff und manchmal in einem weiteren Schritt in Methan umgewandelt. Diese Gase können in das bestehende Erdgasnetz eingespeist und dort gespeichert werden. Das Power-to-Gas-Verfahren kann durch die Kopplung an das vorhandene Erdgasnetz eine Speicherreichweite von mehreren Monaten sowie eine große Speicherkapazität für überschüssige Energiemengen bereitstellen.

Auf Grund der identischen Eigenschaften und chemischen Struktur von fossilem und erneuerbarem Methan kann das Erdgasnetz für den Transport und die Speicherung großer Energiemengen genutzt  werden. Ein weiterer Vorteil liegt in der Verwertung des in der Industrie oder in Kraftwerken (auch Biomassekraftwerken) erzeugten Kohlenstoffdioxids. Diese Technologie ist jedoch noch verhältnismäßig teuer.

 

15.03.2016 | Quelle: Erneuerbare Energien Hamburg Clusteragentur GmbH | solarserver.de © Heindl Server GmbH

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