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Ein Stromsystem aus erneuerbaren Energien braucht Speicher. Aktuelle Trends im Speichermarkt zeigen, wie Stromspeicher die Energiewende voranbringen.

Die Batteriepreise sinken immer weiter

Lithium-Ionen-Batterien werden für die Elektromobilität und für den stationären Einsatz gebraucht. Sie können überschüssigen Strom aus Wind und Sonne aufnehmen, das Stromnetz stabilisieren und auch in Unternehmen mit hohem Energiebedarf Lastspitzen glätten. Stationäre Großspeicher sind schon an vielen Orten am Netz und gleichen Schwankungen aus, den aktuell größten hat Tesla in Südaustralien gebaut.

Die Preise für Lithium-Ionen-Batterien sinken stetig und sind in den letzten acht Jahren um 85 Prozent zurückgegangen. Dennoch schießen große Batteriefabriken aus dem Boden, vor allem in den USA und in Asien. Denn der Bedarf an Energiespeichern wird weiter steigen: Bloomberg New Energy Finance (BNEF) schätzt, dass die weltweite Speicherkapazität von Batterien bis 2040 auf 942 Gigawatt steigt, aktuell sind es etwa 7 Gigawatt.

Kleine Stromspeicher bilden virtuelle Kraftwerke

Das Energiesystem der Zukunft braucht nicht nur große Batteriespeicher, sondern auch viele kleine. Intelligent vernetzt können sie künftig ebenfalls eine wichtige Rolle im Stromnetz spielen. Dann werden virtuelle Kraftwerke aus vielen vernetzten Heimspeichern mithelfen, Netzschwankungen ausgleichen. Speicherhersteller wie sonnen und der Netzbetreiber TenneT testen schon länger, wie das funktionieren könnte.

Sobald die rechtlichen Rahmenbedingungen dafür vorliegen, werden auch Besitzer von Heimspeichern mit Regelenergie am Strommarkt Geld verdienen können. Auch Batterien von Elektroautos könnten künftig über Vehicle-to-Grid (V2G) ins Stromnetz eingebunden werden.

Aus Solar- und Windstrom wird Kraftstoff

Eine andere Möglichkeit, Strom aus erneuerbaren Energien zu speichern, ist die Herstellung von synthetischen Kraftstoffen. Power-to-Gas heißt die Methode, mit der aus Wasser mithilfe von Strom Wasserstoff wird. Über Brennstoffzellen wird daraus wieder Strom, etwa in Elektroautos, LKWs oder Schiffen. Wasserstoff lässt sich auch ins Gasnetz einspeisen und in Gaskraftwerken verstromen.

Im nächsten Schritt lässt sich aus dem Wasserstoff mithilfe von CO2 dann Kerosin, Benzin, Diesel und synthetisches Erdgas herstellen. Darauf setzt zum Beispiel die VW-Tochter MAN Energy Solutions, die seit kurzem am norddeutschen Wasserstoff-Spezialisten H-TEC Systems beteiligt ist.

Synthetische Kraftstoffe sind allerdings derzeit noch teurer als Kraftstoffe aus fossilen Brennstoffen wie Erdgas und Erdöl. Einen interessanten Ansatz, um die Kosten zu senken, verfolgt das Münchener Cleantech-Unternehmen Electrochaea: In einem Verfahren namens Biokatalyse wandeln Mikroben Strom und CO2 in speicherfähiges Methan um. Dieses Biomethan ist sehr rein und lässt sich vielfältig verwenden. Das Verfahren muss sich noch im industriellen Maßstab bewähren.

Power-to-Heat: Heizen mit überschüssigem Strom

Strom aus Wind und Sonne kann auch zum Heizen verwendet werden. In Power-to-Heat-Anlagen erhitzt überschüssiger Strom Wasser, das dann in Speichern warmgehalten und ins Fernwärmenetz eingespeist wird. So lassen sich fossile Brennstoffe ersetzen und umweltschonend Wärme erzeugen.

In Berlin baut Vattenfall gerade die größte Power-to-Heat-Anlage Europas mit einer Leistung von 120 Megawatt. Sie ersetzt den Steinkohlenblock des Heizkraftwerkes Reuter im Berliner Bezirk Spandau und geht Ende 2019 in Betrieb.

Salz als Stromspeicher

Auch Salz kann zum Energiespeicher werden: Es kann bis zu zehn Mal so viel Energie aufnehmen wie Wasser. Vattenfall und das schwedische Unternehmen SaltX testen in Berlin gerade einen großen Salzspeicher, in dem Salz mit überschüssigem Strom aus erneuerbaren Energien dehydriert und anschließend mit Wasserdampf wieder hydriert wird.

Bei den chemischen Reaktionen entsteht Wärme, die in Form von heißem Wasser ins Fernwärmenetz eingespeist wird. Eine spezielle Beschichtung verhindert, dass das Salz verklumpt, so dass es theoretisch tausende Male verwendet werden kann. Bis Ende des Jahres will Vattenfall herausfinden, ob sich der Salzspeicher in Berlin dauerhaft einsetzen lässt.

Das größte solarthermische Kraftwerk der Welt befindet sich in Marokko. Im Kraftwerk Noor erhitzt Solarkraft flüssiges Salz in einem Speicher auf knapp 400°C. Dabei entsteht Dampf, der eine stromerzeugende Turbine antreibt. Auf diese Weise kann Solarstrom bis zu drei Stunden lang gespeichert werden.

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Quellen / Weiterlesen

Fünf Trends: Wie Stromspeicher die Welt verändern | Focus Online
Batterien werden zu „Game Changer“ im globalen Energiesystem | Deutsche Welle
Größtes solarthermisches Kraftwerk der Welt am Start | Ingenieur.de
Bildquelle: Pixnio

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Stephan Hiller
Stephan Hiller ist Betriebswirt (Studium an der Fachhochschule für Wirtschaft Berlin und in Cambridge, UK) mit umfangreicher Geschäftsführungs- und Start-Up Erfahrung. Er hat sich erfolgreich darauf spezialisiert, den Finanzbereich und das Controlling junger Unternehmen operativ zu betreuen und Start-Ups strategisch sowie in den Bereichen Marketing, Vertrieb und Finanzen zu beraten. Er verfügt über umfassende kaufmännische Erfahrungen, die er durch mehrjährige Berufstätigkeit für internationale Unternehmen im In- und Ausland aufgebaut hat. Hierunter waren u.a. Unternehmen aus dem Maschinen- und Anlagenbau, aus der Automobilindustrie, Solarmodulhersteller und Projektentwickler aus dem Bereich erneuerbare Energien. Weiterhin hat er mehrere Unternehmensgründungen im Bereich erneuerbare Energien initiiert und erfolgreich mit aufgebaut. Stephan hat zusammen mit Ajaz Shah energyload.eu im Oktober 2013 gegründet.

7 KOMMENTARE

  1. „Power-to-Gas heißt die Methode, mit der aus Wasser mithilfe von Strom Wasserstoff wird. Über Brennstoffzellen wird daraus wieder Strom“

    Gesamtwirkungsgrad? Wir wissen schon heute nicht, wie wir bis 2050 den Gesamtenergieverbrauch (wenigstens rechnerisch) mit erneuerbaren Energien decken sollen, arbeiten aber dennoch mit Nachdruck (und unter Einsatz erheblicher Fördermittel) an Anlagen, der den Großteil der so erzeugten Energie vernichten wird? Faszinierend.
    https://energyload.eu/energiewende/deutschland/rwe-co2-emissionen/#comment-9766

    „Im nächsten Schritt lässt sich aus dem Wasserstoff mithilfe von CO2 dann Kerosin, Benzin, Diesel und synthetisches Erdgas herstellen.“

    Ja, das war bekanntlich bereits der feuchte Traum der Kernenergielobby in den 1960er Jahren: Nahezu kostenlose Energie, mit deren Hilfe sich dann (nahezu kostenlos) synthetische Treibstoffe herstellen lassen. Was aus diesem Traum geworden ist, sollte sich doch eigentlich inzwischen herumgesprochen haben…

    „In Power-to-Heat-Anlagen erhitzt überschüssiger Strom …“

    Welcher überschüssige Strom? Aktuell stammen gerade einmal 4,92 % des Gesamtenergieverbrauchs aus Wasser, Wind und Sonne – und trotzdem kümmern sich bereits findige Geschäftemacher um angeblich überschüssigen Strom? Faszinierend.

    „Im Kraftwerk Noor erhitzt Solarkraft flüssiges Salz in einem Speicher auf knapp 400°C. Dabei entsteht Dampf, der eine stromerzeugende Turbine antreibt. Auf diese Weise kann Solarstrom bis zu drei Stunden lang gespeichert werden.“

    Genial. Dann gehen also nicht bereits um 19:00 Uhr die Lichter aus, sondern erst um 22:00 Uhr. Und die bisher errichtete Nennleistung von gerade einmal etwas über 500 MW hat ja auch nur 2,4 Mrd. Euro gekostet.

    Bei Wikipedia kann man dann auch noch lesen: „Für die gesamte Anlage werden ca. 19 t Diesel pro Tag benötigt, um erstens die Salzmischung über der Erstarrungstemperatur von 110 °C und zweitens die Temperatur des als Wärmeträger genutzten synthetischen Öls über 8 °C zu halten.“ Wie genial ist das denn?

    Und warum stand jetzt in der Einleitung so großspurig: „Aktuelle Trends im Speichermarkt zeigen, wie Stromspeicher die Energiewende voranbringen“? Also mir zeigen diese Trends lediglich, wie verkorkst diese „Energiewende“ ist und wie viele Firmen sich ihren Anteil an den Geldern sichern wollen, die von den dämlichen Stromkunden zwangsweise eingetrieben werden.

  2. Wer lesen kann, ist klar im Vorteil: „Gesamtenergieverbrauch“, nicht „Stromerzeugung“.

    Oder wie wollen Sie den gesamten CO2-Ausstoß von Deutschland bis 2035 auf Null senken, indem Sie lediglich die Stromerzeugung umstellen?

    Quelle: https://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Artikel/Energie/energiedaten-gesamtausgabe.html
    (in der Excel-Datei: Tabelle 4, Zeile 27, Spalte AD)

    Gut, das mit dem CO2-Ausstoß auf Null ist natürlich sowieso kompletter Quatsch, denn erstens wäre selbst eine reine Stromerzeugung aus Wasser, Solar und Wind nicht CO2-frei und zweitens ist der vom Menschen durch Atmung verursachte CO2-Ausstoß auch schon erheblich.

  3. „[…] und zweitens ist der vom Menschen durch Atmung verursachte CO2-Ausstoß auch schon erheblich.“

    Nur mit dem wichtigen Unterschied, dass das CO2 aus der menschlichen Atmung nicht die Gesamtkonzentration an CO2 in der Atmosphäre erhöht, da es sich hierbei um einen Kreislauf handelt. Der hierfür verwendete Kohlenstoff kommt ja aus Nahrung, welche im Ursprung aus (regenerativen) Pflanzen stammt. Es sei denn natürlich Sie streuen sich gerne Steinkohle auf’s Brot oder verfeinern ihre Gerichte mit Erdöl. Aber das wird ihr Stoffwechsel dann wohl eh nicht zu CO2 umsetzen, sondern direkt wieder ausscheiden.

  4. Aha. Und Steinkohle bzw. Erdöl sind Ihrer Überzeugung nach also vom Himmel gefallen?

    Aber es ist durchaus interessant, dass die CO2-Freiheit nur für das böse CO2 (ca. 2 % der jährlichen CO2-Freisetzung) gefordert wird, während das gute CO2 (also die restlichen ca. 98 %) straffrei bleibt. Was konkret gut oder böse ist, legen aber vermutlich NGOs fest, weil nur diese die hierzu notwendige vollkommene Interessensfreiheit besitzen.

  5. „Aha. Und Steinkohle bzw. Erdöl sind Ihrer Überzeugung nach also vom Himmel gefallen?“

    Nein, aber ich möchte nicht in die planetaren Verhältnisse zurück, in eine Zeit, als die für die heutige Kohle und Erdöl verwendete Flora noch stand. Da wäre die Spezies Mensch nämlich nicht überlebensfähig. Sie und ein paar weitere ewig nörgelnde (vermeintliche) Besserwisser können dieses „Schlaraffenland“ gerne allein bevölkern.

    „Aber es ist durchaus interessant, dass die CO2-Freiheit nur für das böse CO2 (ca. 2 % der jährlichen CO2-Freisetzung) gefordert wird, während das gute CO2 (also die restlichen ca. 98 %) straffrei bleibt.“

    Herrlich, wie Sie sich mit Dummheit oft selbst ins Abseits stellen. Vielleicht verstehen Sie irgendwann was ein geschlossenen System ist und was damit passiert, wenn man es durchbricht und von außen etwas zuführt.
    Vielleicht als Hilfe: Stellen Sie sich einen Springbrunnen vor, der schön vor sich hin plätschert. Sie kommen dann und pinkeln im hohen Bogen hinein und wundern sich, dass er danach überläuft und Sie die Füße nass haben, obwohl die Menge an Flüssigkeit, die Sie zugeführt haben doch „nur“ 2% darstellt, von dem, was ohnehin die ganze Zeit im Springbrunnen umher fließt. Vielleicht waren Ihre 2% ja doch böse im Gegensatz zu den 98%, die bereits im Springbrunnen waren… Vielleicht ist es auch von Relevanz, dass Sie nicht nur diese Woche einmal hinein gepinkelt haben, sondern sich die letzten Jahre regelmäßig jede Woche hier erleichtert haben…

  6. Verehrter Nico, Sie sind offenbar ein Paradebeispiel für einen Pseudo-Naturfreund. Denn in Wirklichkeit geht es Ihnen nicht um den Schutz der Natur (vor was auch immer), sondern lediglich um die Bewahrung des aktuellen Ist-Zustands. In Ihrem Weltbild leben wir aktuell in der bestmöglichen Welt, mit der bestmöglichen Fauna, der bestmöglichen Flora, den bestmöglichen Klimata und den bestmöglichen Wettererscheinungen. Und deshalb muss all dies um jeden Preis in genau diesem Zustand erhalten werden – und dies kann selbstverständlich nur vom Menschen geleistet werden, der längst selbst die Position der Götter einnimmt.

    Aber so funktioniert die Natur nicht. Grundprinzip dieser Natur ist die Änderung – inklusive durchaus auch drastischer Änderungen. Dass von diesen Änderungen dann gerne mal ganze Gattungen dahingerafft werden – beim Übergang von Perm zu Trias waren es etwa 75 % der an Land lebenden und sogar etwa 95 % der im Wasser lebenden Tierarten – ist der Natur herzlich egal. Und auch wenn der Mensch eines Tages wieder von der Erdoberfläche verschwinden wird (so wie es während der vorletzten Kaltzeit ja beinahe schon geschehen wäre), wird ihm die Natur keine einzige Träne nachweinen.

    Und diese Natur ist auch kein geschlossenes System – schon gar nicht so, wie Sie es so herrlich naiv darstellen. Die Vergangenheit zeigt, dass die Natur problemlos mit extremen Änderungen der Verhältnisse zurecht kam – der durch das Aussterben von Arten frei werdende Platz wurde einfach von anderen Arten übernommen.

    An besagter Grenze zwischen Perm und Trias war die CO2-Konzentration etwa viermal höher als heute und auch 200 Millionen Jahre später (im Paläozen) war die CO2-Konzentration wieder ähnlich hoch und trotzdem wurde offensichtlich kein einziger der Kipppunkte ausgelöst, von denen Klimaforscher heute gerne schwafeln, um ein von einem Wirtschaftswissenschaftler erfundenes 2-Grad-Ziel zu legitimieren. Die Natur ist nunmal kein Springbrunnen, der überläuft, wenn man hineinpinkelt.

    Und die CO2-Massen aus der Vergangenheit finden sich heute auch nicht vor allem als Erdöl oder Kohle, sondern als Gestein – genauer als Kalkstein. Selbst wenn wir die gesamten bekannten (und vermuteten) Erdöl- und Kohlevorkommen mit einem Schlag verfeuern würden, könnten wird gar nicht die CO2-Konzentration der Zeit erzeugen, „als die für die heutige Kohle und Erdöl verwendete Flora noch stand“. Bei der aktuellen Verbrennungsgeschwindigkeit haben wir aber zudem das Problem, dass die Verweildauer eines CO2-Moleküls in der Atmosphäre im Mittel lediglich 5 Jahre beträgt.

    Was mich aber an Ihrem Weltbild verwundert: Wenn man ernsthaft davon ausgeht, dass es sich bei der Natur um ein geschlossenes System handelt, dann ist das in Erdöl und Kohle gebundene CO2 doch (sicher versehentlich) diesem System entzogen worden und muss demnach unbedingt (unter tatkräftiger Hilfe durch den Menschen) diesem System wieder zugeführt werden. Denn sonst besteht ja die Gefahr, dass der Springbrunnen langfristig austrocknet – und dann springt nichts mehr…

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