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Speicher für saisonale Schwankungen

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  1. Speicher für saisonale Schwankungen

    Autor: wiseboar 25.06.20 - 09:38

    Meiner Meinung nach wird durch den massiven Ausbau von Batteriekapazitäten in den kommenden Jahren bis Jahrzehnten das "duck curve" Problem (Verschiebung des Peaks erzeugter Energie über einen/mehrere Tage) der Erneuerbaren gelöst werden.

    Was jedoch weiter ungelöst bleibt ist die Verschiebung von Energie über die Jahreszeiten hinweg, besonders um im Winter bei nur geringer Stromproduktion durch Photovoltaik, die nötige Energie bereitstellen zu können. Welche Technik sehen Sie hier als vielversprechend?

  2. Re: Speicher für saisonale Schwankungen

    Autor: Frank Wunderlich-Pfeiffer 30.06.20 - 15:09

    Die pragmatische Antwort auf die Frage ist, dass ein Großteil der dafür notwendigen Speicher über die nächsten Jahrzehnte nicht unbedingt gebraucht wird, wenn die Stromversorgung noch nicht zu 100 Prozent CO2-frei ist. Im Winter kann auf Öl, Gas und Kohle zurückgegriffen werden, um die Abdeckungslücken bei großflächigen windstillen Wetterlagen zu schließen, während die Sonneneinstrahlung sehr gering ist und trotzdem der größte Teil der derzeitigen CO2-Emissionen vermieden werden.

    Selbst dann gilt: Der beste Energiespeicher ist immer der, der nicht gebraucht wird. Wettersysteme haben nur eine begrenzte Größe, so dass nie Windstille oder geschlossene Wolkendecke in ganz Europa herrscht. Gut ausgebaute Stromnetze können über große Distanzen Strom in Gegenden liefern, in denen gerade die Produktion witterungsbedingt niedrig ist, was den Speicherbedarf reduziert.

    Da die Wasserstoffherstellung mit großen Verlusten verbunden ist, gibt es viele Techniken, die Energie effizienter speichern können und mit weniger technischem Aufwand. Einige, wie etwa Druckluftspeicher, sind wegen der geringen Energiedichte unverantwortlich. Die große Zahl der notwendigen Salzkavernen würde kurzfristig eine große Belastung der Gewässer bedeuten, in denen die ausgespülte Salzlauge landet. Langfristig sind Salzkavernen aber nicht stabil. Das Salz ist plastisch verformbar und wird sie verschließen, wenn sie nicht vorher kollabieren. In beiden Fällen wird das fehlende Volumen in der Tiefe zur Bildung eines Kraters an der Oberfläche führen. Tausende solcher Kavernen in Deutschland als einfache Druckluftspeicher anzulegen wäre eine große Altlast für kommende Generationen.

    In Materialaufwand und Kosten vertretbar wären große thermische Speicher, in denen Energie bei hohen Temperaturen in Steinen gespeichert wird. Die Energiedichte beträgt dabei etwa 130 kWh Wärme pro Tonne Gestein, daraus können mit einfachen Dampfturbinen von bestehenden Kohlekraftwerken 50-60 kWh Strom gewonnen werden können, wahlweise auch in Kombination mit Fernwärme zu Heizzwecken. Die Wäremverluste können bei großen Speichern unter 1% pro Woche gehalten werden.

    10 Millionen Tonnen Gestein könnten 1,3 TWh Wärme speichern, aus denen 500-600 GWh Strom erzeugt werden könnte. Das entspricht etwa dem halben Tagesbedarf von Deutschland. 10 Millionen Tonnen entspricht in etwa der Kohleförderung eines typischen Braunkohletagebaus pro Jahr, wobei das einmal geförderte Gestein natürlich nicht verbrannt werden würde und dauerhaft verfügbar wäre. Es können auch schon vorhandene Steine wie alter Bahnschotter benutzt werden - solange es vulkangestein wie Basalt oder Granit und kein Sedimentgestein ist. Da die Stromerzeugung durch Erneuerbare im Winter nicht völlig zum Erliegen kommt und würde es in der Praxis wohl reichen, eine Speicherkapazität für 2-3 Wochen vorzuhalten. Wieviel genau nötig ist, wird aber erst die Praxis zeigen. Dabei können Fehler toleriert werden. Einzelne Jahre mit "Ausrutschern" in denen die gespeicherte Reserve nicht ausreicht und wieder auf fossile Brennstoffe zurückgegriffen werden muss, würden auf die Umweltbilanz im großen und ganzen keinen nennenswerten Einfluss haben.

    Frank Wunderlich-Pfeiffer (Twitter: @FrankWunderli13) - als freier Journalist bei Golem.de unterwegs - Countdown Podcast zur Raumfahrt @countdown_pod oder https://countdown.podigee.io/

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