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Vergleich Stromspeicher

Einen wichtigen Punkt der Speicherung von Strom als Methan (Windgas, Solargas etc.) habe ich bis außen vor gelassen, die Entladezeit. Sie wird im Maximum durch das Speichervolumen bestimmt, je größer das ist, umso länger kann Strom daraus produziert werden. Am unteren Ende ist entscheidend wie schnell die Anlage vom Speicherbetrieb in den Produktionsbetrieb versetzt werden kann. Beim Gasspeicher bedeutet das, der Gasmotor oder die Turbine muss anlaufen und in einen thermisch idealen Betriebszustand gebracht werden. Das geht zwar im Minutenbereich, allerdings ist es wenig sinnvoll so eine Anlage im Minutentaktung erst hoch- und dann wieder herunterzufahren. Andere Speichertypen, z.B. Schwungräder und Superkondensatoren sind schneller, haben dafür aber ein geringeres Speichervolumen. Die folgende Grafik vergleicht verschiedene Energiespeicher (Quelle: Specht et al. 2010).

Beim Vergleich der Technologien fällt auf, dass sich Gasspeicher nicht zur Überbrückung von kurzen Spitzen eignet. Dafür sind die Gaskraftwerke schneller in Betrieb als die klassischen Wasserpumpspeicherkraftwerke und können auch länger Energie liefern. Aufgrund des Speichervolumens im Erdgasnetz, kann eine Gasturbine mehrer Monate durchlaufen. Wasserstoffbasierte Kraftwerke müssen aktuell das Gas in eigenen Reservoirs speichern, weil es dafür keine vernetzte Infrastruktur gibt. Daher ist hier der Betrieb auf etwa eine Woche beschränkt. Abgesehen vom eingesparten Produktionsschritt (Sabatier-Prozess H2 + CO2 -> CH4 + H2O), bietet Wasserstoff keinen Vorteil gegenüber Methan. Vorausgesetzt natürlich, dass das Gaskraftwerk ans Erdgasnetz angeschlossen ist.

Die Frage, die sich bei einem Hybridkraftwerk als Solar- bzw. Windenergie und Gas ist eigentlich wie man kurzfristige Spitzen abfangen kann. Will man das überhaupt in so einen Komplex einbinden oder soll an der Stelle kompensiert werden, an der es jetzt schon geschieht? Entscheidend wird dabei auch sein, ob und wie schnell sich Laststeuerungen, also intelligente Stromnetze etablieren lassen. Diese könnten neben der Möglichkeit Verbraucher in Überschusszeiten zu aktivieren, auch helfen die Spitzenlast zu reduzieren.

Heute findet die erste Klimaschutzkonferenz statt, bei der ein regionales Klimaschutzkonzept für den Wirtschaftsraum Augsburg erarbeitet werden soll. Dafür muss ich mir noch ein paar Informationen über Hydridkraftwerke zurechtlegen und was ist da besser geeignet als ein Blog.

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6 Antworten auf Vergleich Stromspeicher

  1. Hallo Michael, mit solchen Sachen habe ich mich auch beschäftigt und darüber meine Abschlussarbeit geschrieben. Diese ist frei verfügbar unter
    http://www.faktorn.de/2010/09/technological-assessment-and-policy-recommendations-for-large-scale-peak-shaving-energy-storage-in-grids-with-a-high-proportion-of-renewable-energy-bachelor-abschlussarbeit/

    Mein Favorit für viele Sachen ist das (noch nicht so richtig verfügbare) adiabatische Druckluftspeicherkraftwerk!

    Ich denke aber für Speicher braucht man einen Mix von Sachen, jeder Speicher hat so seine eigene Existenzberechtigung – vom Spitzenabfangen bis zu langfristigen Schwankungen kompensieren.

    Viele Grüße, Oliver

  2. @Oliver:
    Danke für den Hinweis, Deine Arbeit werde ich mir alsbald zu Gemüte führen.
    Was den Mix angeht, gebe ich Dir vollkommen recht. Aber nicht nur weil jede Technologie ihre Stärken hat. Wir sollten uns immer auch bewusst sein, dass sich die Bewertung einer Technik im Laufe der Zeit ändert. Wenn es dann gilt umzuschwenken, braucht man auch das Wissen um die Alternativen. Zudem sind heterogene Systeme weniger verwundbar.

    Aber mal zum adiabatischen Druckluftspeicherkraftwerk. Worin sieht Du da die Vorteile?

  3. Pingback: Konsumpf » Regenerative Energie dezentral gewinnen und dezentral speichern

  4. @Michael: So, einen Monat später antworte ich dir sogar :-)

    Adiabatische Druckluftspeicherkraftwerke finde ich vor allem vorteilhaft, weil es relativ effizient ist, man kann es innerhalb paar Minuten bereitstellen, es ist CO2- und chemiefrei und man kann alte Salz- oder Gashöhlen als Luftspeicher benutzen.

    Das Problem ist immer noch das Medium für den Wärmespeicher, die Wärme muss halt richtig gut gespeichert werden. Eine Version ohne Wärmespeicher gibt es schon (ist halt ein normales Druckluftspeicherkraftwerk, nicht adiabatisch), doch bei der Dekompression der Luft braucht man Erdgas, da die Luft richtig kalt wird, damit sinkt aber auch die Effizienz. Das erste Druckluftspeicherkraftwerk gibt es in Huntorf (vor über 30 Jahren in Betrieb genommen), das zweite in USA (ca. vor 20 Jahren in Betrieb genommen).

    Viele Grüße,

    Oliver

  5. Pingback: Virtuelles Kraftwerk Lechfeld [archiv.michaelwenzl.de - Wiki]

  6. ChristianHJW sagt:

    Ich möchte kurz auf unser Projekt aufmerksam machen, die RK-Batterie. Sie könnte sich ideal eignen um kurzfristige Engpässe. bis zu einer Stunde, ausgleichen zu können.

    mfG
    C. Wiesner