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Stromspeichern - Brücke zum Solarzeitalter fenden Überlegungen, in Norwegen Pumpspeicherkraftwerke zu errichten. Dies ist Anlass, jetzt genauer auf die unterschiedlichen Speichertypen und ihre besondere Eignung für spezielle Anforderungen einzugehen. Virtuelle Kraftwerke - Biomasse als Energiespeicher? Virtuelle Kraftwerke bestehen aus mehreren Anlagen zur Stromerzeugung aus Erneuerbaren Energien in unterschiedlicher Technik, z.B. Windkraftanlagen, Photovoltaikanlagen und Kraftwerken zur Nutzung von Biomasse. Oft befi nden sich die Anlagen weit entfernt voneinander, aber ihre Stromerzeugung wird rechnerisch addiert. Ziel ist der Nachweis, dass man mit der Kombination verschiedener EE-Techniken den Strombedarf von ganz Deutschland mit allen Schwankungen zwischen Tag und Nacht sowie zwischen Sommer und Winter decken kann; natürlich im verkleinertem Maßstab. Der Erfolg solcher virtueller Kraftwerke legt den Schluss nahe, dass es lediglich eines weiteren Ausbaus der Stromnetze und weiteren Aufbaus von Anlagen zur Nutzung der Erneuerbaren Energien bedürfe, um den Strombedarf von ganz Deutschland vollständig mit Erneuerbaren Energien decken zu können. Betrachtet man allerdings die Zusammensetzung dieser virtuellen Kraftwerke genauer, so stellt man fest, dass sie einen hohen Anteil von Anlagen haben, die auf Anforderung jeweils gespeicherte Energie zur Stromerzeugung einsetzen können, z.B. Anlagen zur Stromerzeugung aus Biomasse. Aber nur sehr selten fi ndet man virtuelle Kraftwerke, die die Versorgungslücken mit Hilfe von Batterien füllen wollen. Von Stromspeichern spricht man nicht gerne, denn sie sind (noch) ausgesprochen teuer. Die Gegner der Erneuerbaren Energien haben zu Recht seit Jahrzehnten die fehlende Speichermöglichkeit beanstandet, nur haben sie nicht den Ausbau der Speicher gefordert, sondern die fehlenden Speicher als Totschlagargument benutzt z.B. Netz– einspeisung aus zeitlich fl uktuierenden Quellen - Prof. Dr. Helmut Alt im Jahr 2004 in einem Vortrag vor dem Arbeitskreis Energie der Deutschen Physikalischen Gesellschaft. (http://www.uni-saarland. de/fak7/fze/AKE_Archiv/DPG2004-AKE_Muenchen/Buch/DPG2004_AKE2.3_Alt_Fluktuierende-Einspeisungen_Buch_kurz.pdf ) Viele Befürworter der Erneuerbaren - so auch der Solarenergie- Förderverein - haben im Gegenzug auf die energetisch nutzbare Bild 2: Biokraftstoffe klimaneutral? Karikatur: G. Mester Biomasse als Lückenfüller bei Wind- und Solarenergie hingewiesen und damit falsche Hoffnungen geweckt. Diesen Irrtum hat der <strong>SFV</strong> in seiner neuen Kursbestimmung vom 23.05.09 „Anbau von Biomasse zur energetischen Nutzung ist ein ökologischer Fehler“ und in weiteren Beiträgen öffentlich richtig gestellt. Die Nutzung der Biomasse ist nicht klimaneutral, sondern schadet dem Klima. Hinzu kommt inzwischen noch die Erkenntnis, dass das Potential der Biomasse bei weitem für die zugedachte Aufgabe nicht ausreicht. (siehe auch www.energiewenderechner.de) Und schließlich regt sich seit langem schon Widerstand aus sozialen und ernährungstechnischen Gründen, die man unter dem plakativen Slogan "Teller oder Tank" zusammenfassen kann. Siehe dazu auch den Beitrag von Susanne Jung ab Seite 24. Pumpspeicherkraftwerke im Zusammenwirken mit Grundlastkraftwerken Pumpspeicherkraftwerke (PSK) haben einen guten Wirkungsgrad bei der Ein- und Ausspeicherung, eine hohe Zyklenfestigkeit und ihre Verluste während der "Aufbewahrungszeit" sind sehr gering. Einziger Nachteil ist, wie bereits erwähnt, der große Raumbedarf. Die Pumpspeichertechnik wurde entwickelt, um aus billigem Nachtstrom aus nicht voll ausgenutzten Grundlastkraftwerken rasch verfügbare Speichermengen abzuzweigen und bereitzustellen. Die Einspeiseleistung solcher Pumpspeicherkraftwerke entspricht in etwa ihrer Ausspeicherleistung. Aus diesem Grund können Pumpspeicherkraftwerke mit sogenannten Pumpturbinen und Motorgeneratoren ausgestattet werden, die wahlweise zum Hochpumpen von Wasser oder zur Stromerzeugung aus herabfl ießendem Wasser genutzt werden. So verbilligt sich die Maschinenausstattung erheblich. Pumpspeicherkraftwerk zur Speicherung von Überschussstrom aus Sonne und Wind Zum Speichern von Überschussstrom aus Sonne und Wind müssen Pumpspeicherkraftwerke "aufgerüstet" werden. Die zum Hochpumpen des Wassers benötigten Pumpen und Steigrohre müssen eine mehrfach höhere Spitzenleistung verarbeiten können, als die bei der Stromentnahme aus dem Speicher geforderte Dauerleistung. (Siehe dazu Bild 1, Seite 17) Die Kosten der Gesamtanlage steigen dadurch. Methanolspeicher Die schwierigste Aufgabe bei der Umstellung auf Erneuerbare Energien wird die Bereithaltung einer Energiereserve für mehrere Tage ohne Wind und Sonne sein. Möglicherweise wird man sich für Energiespeicher auf Methanolbasis entscheiden. Ein Energievorrat für 40 Tage ohne Wind und Sonne läge bei 320 Litern Methanol pro Person und wäre somit - soweit es um die räumliche Unterbringung geht - nicht unrealistisch. Methanol lässt sich unter Einsatz von Sonnen- oder Windenergie aus dem CO 2 der Atmosphäre sowie aus Wasser herstellen. Seine Herstellung könnte z.B. eine Aufgabe der Stadtwerke werden. Methanolherstellung entlastet die Atmosphäre von klimaschädlichem CO 2 . Besonders die Entnahme von CO 2 aus der Atmosphäre ist allerdings sehr energieaufwändig und reduziert den Wirkungsgrad des gesamten Speicherverfah- 18 Solarbrief 4/10 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V.
ens. Am Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoffforschung (ZSW) in Stuttgart wird eine Laboranlage zur heterogen katalysierten Synthese von Methanol aus Wasserstoff und CO 2 betrieben. Die dabei auftretenden hohen Verluste sind nur tolerabel, wenn man dieses Speicherverfahren auf die Gewinnung eines Notvorrats beschränkt. Andererseits besticht die verlustfreie und preiswerte Lagermöglichkeit des Methanols in einfachen Tanks, z.B. den allgemein üblichen Heizöltanks. So könnte man Methanolspeicher als unverderblichen Notvorrat für selten auftretende längere Mangelzeiten ohne Wind und Sonne anlegen. Der Transport des Methanols erfolgt in Solarbrief 4/10 Solarenergie-Förderverein Deutschland e.V. Pumpspeicherkraftwerk zur Speicherung von Atom- und Braunkohlestrom Einspeicherleistung und Ausspeicherleistung sind etwa gleich Bild 3: Einfacher Aufbau eines konventionellen Pumpspeicherkraftwerks elektrische Energie Wasser Pumpspeicherkraftwerk zur Speicherung von ungeglättetem Wind- oder Solarstrom Die einzuspeichernde Leistung bei Starkwind und Sonnenschein ist erheblich größer als die auszuspeichernde Leistung bei fehlendem Sonnenschein und Schwachwind Bild 4: Maschinenausstattung eines PSK für Speicherung von ungeglättetem Überschussstrom Klimaverbesserung CO 2 Methanol Erzeugung der Stadtwerke Stromspeichern - Brücke zum Solarzeitalter Sauerstoff Methanol CH 4 O KWK Strom u. Wärme Heizöltank Endverbraucher Bild 5 Versorgung der Endverbraucher mit Methanol Bild 6: Herstellung von Methanol aus atmosphärischem CO 2 , nach Specht 19
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