Neue Speichertechnologien: Hochtemperatur-, Druckluft- und chemische Speicher ermöglichen Integration erneuerbarer Energien und höhere Effizienz

Beim zweiten Stuttgarter Energiespeicher-Symposium des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt (DLR) tauschten sich am 13.03.2013 rund 100 Experten aus Wissenschaft und Industrie über Speichertechnologien für eine nachhaltige Energieversorgung aus.
"Um die Ziele der Energiewende zu erreichen, brauchen wir Energiespeicher, aber auch eine genaue Vorstellung, wie wir sie in unser Versorgungsnetz einbinden wollen. Genau diese umfassende Perspektive zeichnet das Energiespeichersymposium aus", sagte Helmfried Meinel vom baden-württembergischen Umweltministerium.
Das DLR erforscht unterschiedliche technologische Ansätze: von Wärmespeichern über Batterien bis hin zu chemischen Speichern wie beispielsweise Wasserstoff. Die Forscher haben dabei das ganze System im Blick und erarbeiten in Systemanalysen, wie die künftige Energieversorgung aussieht und welche Rolle Speicher dabei spielen.

Wärmespeicher machen Kraftwerke flexibler
Die zunehmende Nutzung erneuerbarer Energien erfordert mehr Flexibilität im Energiesystem. Statt über einen langen Zeitraum eine konstante Leistung zu erbringen, müssen Kraftwerke in Zukunft zeitnah auf Bedarfsschwankungen reagieren können.
"Hochtemperatur-Wärmespeicher sind eine Möglichkeit, die Reaktionsfähigkeit von Kraftwerken zu steigern und so für einen schnellen Netzausgleich zu sorgen", erläutert der DLR-Forscher Dr. Stefan Zunft. Diese Art von Wärmespeicher könne in bestehenden Gas- und Dampfkraftwerken ebenso wie in Solar- und Druckluftkraftwerken zum Einsatz kommen.
Bei „adiabatischen“ Druckluftspeichern wird Luft verdichtet und in unterirdische Salzkavernen geleitet. Steigt der Strombedarf, treibt diese Druckluft eine Turbine an. Die beim Verdichten entstehende Wärme wird zwischengespeichert und dann genutzt, um die Druckluft vor der Entladung in der Turbine auf die notwendige Temperatur zu erwärmen. Auf diese Weise könne Strom mit einem Wirkungsgrad von bis zu 70 Prozent zwischengespeichert werden.

Wasserstoffherstellung ist in Kombination mit Solarthermie-Anlagen möglich
Die Teilnehmer diskutierten auch Möglichkeiten der Wasserstoff-Herstellung aus Algen oder mittels Hochtemperaturelektrolyse. Letzteres Verfahren läuft bei rund 800 Grad Celsius ab. Es spaltet Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff und sei wesentlich effizienter als bisherige Elektrolysemethoden.
Ein Einsatz sei jedoch nur dort sinnvoll, wo bereits eine Wärmequelle vorhanden ist: beispielsweise in Kombination mit Solarthermie- und Biomasseanlagen oder Industrieprozessen, die viel Abwärme erzeugen.

Speicher und Anwendung müssen zusammenpassen
Strom- und Wärmespeicher könnten in einem zukünftigen Energiesystem auf vielen Ebenen zum Einsatz kommen, von der dezentralen Energieversorgung privater Haushalte bis hin zu großen zentralen Strom- und Wärmespeichern.
Sie sind jedoch nicht die einzige Technologie, um einen steigenden Anteil erneuerbarer Energien in das Versorgungsnetz zu integrieren. Bei der Systemanalyse wollen die Forscher unterschiedliche Szenarien aufstellen, wie die Energieversorgung der Zukunft aussehen kann, und untersuchen, unter welchen Bedingungen Energiespeicher am effizientesten und kostengünstigsten zur Transformation des Energiesystems beitragen können.

16.03.2013 | Quelle: Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH