Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen ...

137
Damit ergibt sich für das Gesamt-Wasserstoffsystem ein Gesamtwirkungsgrad von etwa 70% * 50% = 35%.
Damit sind diese Systeme energetisch uninteressant. Einziger Vorteil ist, dass prinzipiell eine nahezu
verlustfreie Langzeitspeicherung sowie der Transport über große Entfernungen möglich sind.
2.6 Zusammenfassung elektrische Speicher
Tabelle 1 fasst die für den Einsatz im Bereich Netzmanagement wichtigsten Parameter der oben diskutierten
elektrischen Energiespeicher zusammen. Es ist offensichtlich, dass Pumpspeicherkraftwerke sowohl aus
wirtschaftlicher (Kosten) als auch technischer (Zyklen, Effizienz, Verlustrate) Sicht das beste System
darstellen. Lediglich die Energiedichte ist hier sehr gering, was letztendlich zu dem enormen Flächenbedarf
führt, wodurch – wie schon oben diskutiert – weitere Pumpspeicher in Deutschland schwierig zu realisieren
sind. Mit schon wesentlich höheren Kosten verbunden sind Druckluftspeicher (CAES), die aus Effizienzgründen
nur mit integriertem Wärmespeicher gebaut werden sollten (AA-CAES). Diese Systeme befinden
sich jedoch noch in der Entwicklung. Schwungräder und direkte elektrische Speicher (SMES, Supercaps)
kommen aufgrund der immensen Kosten nur als kurzzeitige Leistungsreserve in Frage. Alle elektrochemischen
Speicher sind teuer und daher unter den derzeitigen Rahmenbedingungen wirtschaftlich schwer
darstellbar. Größtes Entwicklungspotenzial (incl. Kostenreduzierung) haben die Redox-Flow-Batterien, die
schon heute in einigen Installationen zur Glättung von Windkraftanlagen eingesetzt werden und prinzipiell
verlustfrei arbeiten können.
Wh/kg Euro/kWh # Zyklen Effizienz Verlustrate
Schwungrad, Stahl 5 3000 unb. 90 % 10 % / Stunde
Schwungrad, KF 100 5000 unb. 90 % 1 % / Stunde
Pumpspeicher 1 50 unb. 80 % 0 %
CAES - 400 unb. 50 % 0 %
AA-CAES - 800 unb. 70 % 0 %
SMES 3 100000 unb. 95 % 10 % / Tag
Supercaps 5 10000 unb. 95 % 10 % / Tag
Bleisäure 40 200 2000 85 % 0,1 % / Tag
Nickel-MH 80 2000 1000 70 % 1 % / Tag
Lithium-Ionen 130 1000 2000 90 % 0,2 % / Tag
Zink-Luft 200 30 - 60 % 0 %
Natrium-Schwefel 110 300 3000 85 % 10 % / Tag
Vanadium-Flow 25 500 unb. 75 % 0 %
Tab. 1: Übersicht über die wichtigsten Parameter der verschiedenen Energiespeicher
2.7 Wärmespeicher für solarthermische Kraftwerke
Gleichberechtigt mit der direkten Speicherung des regenerativ erzeugten, stark fluktuierenden Stromangebots
sind Lösungen, bei denen schon auf der Erzeugungsseite durch geeignete Maßnahmen eine
Vergleichmäßigung der Stromproduktion erreicht wird. In diesem Zusammenhang sollen hier im Kapitel
„Stromspeicher“ auch Wärmespeicher für solarthermische Kraftwerke diskutiert werden. In solarthermischen