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Veröffentlicht: 22. Januar 2013

Welche Bedeutung hat die Speicherung mechanischer oder elektrischer Energie für unsere Stromversorgung?

Welche Speichermöglichkeiten gibt es, was sind die Probleme?

Von Rolf Krieg
(
Rolf.Krieg@energie-fakten.de, Lebenslauf)

Kurzfassung


Rolf Krieg
Dr. Rolf Krieg
Dr. Rolf Krieg im Video
Energiespeicher –
Möglichkeiten und Probleme,
Video (3:44 Min),
 
Unsere heutigen, gegenüber früheren Zeiten sehr viel besseren Lebensbedingungen verdanken wir zu einem Teil der vielfältigen Nutzung von Wärmekraftmaschinen. Sie erlauben es, bis zu 50 % der Wärmeenergie in die für uns so hilfreiche mechanische Energie umzuwandeln. Aus naturgesetzlichen Gründen geht die restliche Wärmeenergie als Abwärme der mechanischen Nutzung verloren. Die mechanische Energie ist deshalb mindestens doppelt so wertvoll wie die Wärmeenergie.

Unsere heutigen Lebensbedingungen verdanken wir zum anderen Teil der Nutzung des elektrischen Stroms zur Übertragung der mechanischen Energie an die Verbraucher. Da bei der Umwandlung von mechanischer in elektrische Energie und bei der Rückwandlung nur geringe Verluste auftreten, sind beide Energieformen etwa gleich wertvoll.

Bei der zunehmenden Nutzung erneuerbarer Energien wäre ein weiterer technischer Fortschritt, nämlich eine gute Speichermöglichkeit für mechanische oder elektrische Energie von großer Bedeutung. Nur so könnte an wind- und sonnenarmen Tagen unsere Stromversorgung ohne die Nutzung anderer Energiequellen aufrechterhalten werden. Leider ist die Energiespeicherung sehr viel problematischer, als viele erfolgsverwöhnte Menschen es heute wahrhaben wollen.

Die am meisten genutzten mechanischen Energiespeicher, nämlich die Pumpspeicherkraftwerke mit Wirkungsgraden zwischen 70 % und 80 % haben riesige Dimensionen. Ihre Kapazität müsste bei weitgehender Abstützung auf erneuerbare Energien vervielfacht werden, was aber in Deutschland mangels geeigneter Standorte unmöglich ist. Andere mechanische Energiespeicher mit ähnlich hohen Wirkungsgraden stellen andere extreme Anforderungen und existieren bisher nur als Ideen. Druckluftspeicherkraftwerke haben wegen kaum vermeidbarer Wärmeverluste einen geringeren Wirkungsgrad von nur etwa 40%. Sie wären aber eher realisierbar.

Chemoelektrische Energiespeicher wie die bekannten Akkumulatoren sind trotz langjähriger intensiver Forschungsbemühungen viel zu aufwendig.

Chemische Energiespeicher wandeln während der Speicherprozedur mechanische bzw. elektrische Energie in weniger wertvolle chemische bzw. Wärmeenergie um. So wird bei dem so genannten Wind-zu-Gas-Konzept beispielsweise mit Hilfe überschüssigen Windstroms durch Elektrolyse Wasserstoff erzeugt und gespeichert. Bei Energiebedarf wird der Wasserstoff dann wieder verbrannt und über Wärmekraftmaschinen und Generatoren wird elektrischer Strom zurück gewonnen. Wegen der oben erwähnten aus naturgesetzlichen Gründen nicht vermeidbaren Abwärme erreicht der Wirkungsgrad nur etwa 40%. Das Konzept scheint allerdings realisierbar.

Schlussfolgerung: Durch die Energiespeicherung werden die hohen Kosten der erneuerbaren Energien nochmals deutlich erhöht. Es ist deswegen zu befürchten, dass die Energiewende auf halbem Weg stecken bleibt und die weitere Nutzung fossiler Kraftwerke unser Klima weiter gefährdet. Trotz intensiver Forschungsbemühungen sind technologische Durchbrüche, die das Problem grundlegend ändern könnten, nicht zu erwarten.

Weitere Informationen können Sie der Langfassung entnehmen.
Hier können Sie Kurz- und Langfassung gemeinsam als pdf downloaden (pdf, rd. 50 kB). Dieser Beitrag wurde am 22. Januar 2013 veröffentlicht.


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Siehe auch

Quellen

  • Energiespeicher – Stand und Perspektiven, aktualisiert am 28. 2. 2012, Büro für Technologiefolgen-Abschätzung beim Deutschen Bundestag.
  • Strom speichern, Renews Spezial, Ausgabe 57, Feb. 2012-12-16.
  • http://eduard-heindl.de/energy-storage/Energiespeicher-Erneuerbare.html
  • Warum lässt sich Strom nicht bzw. nicht in nennenswertem Umfang speichern? Welche Rolle spielen dabei Supraleiterkabel und Pumpspeicher-Kraftwerke?

 

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