Energiespeicher

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2/7/2014 12:51:57 PM Manfred Lindinger
Liebe Leser um 14:00 Uhr geht es los mit unserem Live-Chat zur Energiespeicherung!
Dazu haben wir drei Experten vom VCI eingeladen:
Dr. Jörg Rothermel, Bereichsleiter für Energie, Klimaschutz und Rohstoffe
Dr. Jürgen Klockner, Bereichsleiter für Wissenschaft und Forschung
Dr. Martin Reuter, Referent im Bereich Wissenschaft und Forschung
Also bis gleich!
2/7/2014 1:00:30 PM Manfred Lindinger
Hallo liebe Leser, herzlich willkommen zu unserer heutigen Leserkonferenz! Wir haben heute das Schwerpunktthema gewählt: Energiespeicher - wohin mit dem grünen Überschussstrom?
Anlass ist das neue Positionspapier des Verband der Chemischen Industrie (VCI) zur Zukunft der Energiespeicher. Dabei geht es vor allem um elektrochemische Energiespeicher also Batterien und stoffliche Energiespeicher wie Wasserstoff und Methan.

Herzlich Willkommen!
2/7/2014 1:01:23 PM Dr. Martin Reuter
Herzlich Willkommen auch seitens des VCI.
2/7/2014 1:01:39 PM Oliver Claas
Hallo, mein Name ist Oliver Claas. Beim VCI mache ich Medienarbeit und betreue den Twitterkanal @chemieverband. In die Diskussion werde ich bei Bedarf geeignete Kennzahlen oder Grafiken einbringen.
2/7/2014 1:01:52 PM Dr. Jürgen Klockner
Hallo, mein Name ist Jürgen Klockner,
ich bin im VCI für die Innovationsthemen der chemischen Industrie zuständig. Das ist z.B. Nanotechnologie, Biotechnologie und natürlich Energieforschung.
2/7/2014 1:01:57 PM Dr. Jörg Rothermel
Hallo ich freue mich auf die Diskussion
2/7/2014 1:02:25 PM Manfred Lindinger
Vielleicht zur Einführung in das Thema gleich die Frage: Warum benötigt man überhaupt große Energiespeicher? Reicht es nicht aus, Wind- und Solarparks sowie die Stromnetze auszubauen?
2/7/2014 1:05:22 PM Dr. Jörg Rothermel
Das reicht leider nicht aus. Das Problem ist, dass wir Wind- und Solarstrom nicht dann und nicht dort produzieren können wo er gerade gebraucht wird. Das können wir zwar etwas ausgleichen mit zusätzlichem Netzausbau, um den Strom dorthin zu transportieren wo er benötigt wird. Zudem haben wir heute schon soviel Erzeugungskapazität an Photovoltaik und Wind wie wir maximal benötigen. Alles was wir jetzt noch hinzubauen ist "Stromüberschuss" den wir sinnvollerweise speichern sollten.
2/7/2014 1:08:30 PM Manfred Lindinger
Ein wenig Geduld, beim VCI wird gerade fleissig getippt
2/7/2014 1:08:41 PM Dr. Martin Reuter
Wir gehen zur Zeit davon aus, dass bei einem grösserem Anteil EE Energiespeicher nötig werden. Erste technische Option, die natürlich verfolgt werden muss, ist ein adäquter Netzausbau. Bei der FRage, ob und wann Speicher nötig sein werden, sind in starkem Masse auch regionale Faktoren zu berücksichtigen (Erzeugungskapazität, Abnehmerstruktur etc.).
2/7/2014 1:08:49 PM Micha H
Hallo die Herren,
2/7/2014 1:09:08 PM Micha H
Hätte da mal ne Frage bezüglich der Speicherung mittels Wasserstoff. Warum ist dieses verfahren nicht weit verbreitet? Ist es zu unwirtschaftlich? Zu gefährlich?
2/7/2014 1:11:16 PM Bernd Märtens
Wie hoch ist denn die geschätzte Kapazität in GWatt, die als Einergiespeicher kurz- und langfristig aufgebaut werden muss?
2/7/2014 1:11:25 PM Dr. Martin Reuter
Dies ist in erster Linie eine Frage der Effizienz (Kosten der vielen Umwandlungsschritte) und der lokalen Anforderungen der Erdgasnetze. Technisch ist dies sicherlich kein Problem.
2/7/2014 1:13:07 PM Dr. Jürgen Klockner
Zur Frage von Herrn Martens: für Kurzfristspeicherung brauchen wir mehrere 100 GWh.
2/7/2014 1:13:21 PM Dr. Martin Reuter
Die geschätzte Kapazität an langfristig Speicher, die nötig beträgt etwa 20 TWh.
2/7/2014 1:14:08 PM Markus Greiner
Die Kosten der Energiespeicherung sind enorm, nennen Sie uns doch mal den Wirkungsgrad, zum Speichern und wieder abrufen.
2/7/2014 1:15:42 PM N. Ergie
Aber was ist mit Wasser ? Wir haben -zig große Flüsse. Das Wasser fließt 24 Stunden am Tag. Warum wird da nicht investiert ???
2/7/2014 1:15:54 PM Jürgen Nölke
Bundeswasserstraße, Pumpspeicher wurde auf derIRES 2010 EURO Solar undPotenzialanalyse für Pumpspeicher an
Bundeswasserstraßen in Deutschland vom Forschungszentrom Jülich 2013 vorgestellt. Dieser kleine Baustein liegt wohl in einer Schublade!!
2/7/2014 1:17:09 PM Manfred Lindinger
Wollen wir wirklich die Bergkuppen kappen und dort Pumspeicheranlagen bauen?
2/7/2014 1:17:10 PM Dr. Martin Reuter
Die Kosten der Speicherung hängen dabei stark vom Speichermedium ab. Auch die Wirkungsgrade sind systemabhängig. Wenn man die Effizienzen der Wasserstoffspeicherung mit anschließender Rückverstromung betrachtet, ist ein Wirkungsgrad von ca. 20% zugrunde zu legen.
2/7/2014 1:17:15 PM Dr. Jürgen Klockner
Die Speicherung von Wasserkraft ist in Deutschland praktisch ausgereizt. Zudem kann man aus ökologischen Gründen nicht alle großen Flüsse stauen.
2/7/2014 1:18:01 PM Horst Behrens
Pumpspeicher rentieren sich nur im regelmäßigen, z.B. Tag/Nacht-Betrieb. Zum Ausgleich von Windstrom müssten sie gefüllt warten, bis Flauten aufzufüllen sind und können dann wieder irgendwann mit Überschußstrom aufgefüllt werden. Und das mit einer Kapazität, die kaum zu realisieren ist - alle 30 - 40 km über die Fläche der BRD ein Pumpspeicher von der Größe von Golditshal (8GWh).
2/7/2014 1:18:06 PM Bernd Märtens
Veilen Dank für Ihre Antworten. Das ist wirklich sehr viel. Ich habe von Hubspeichern gelesen, die die selbe Kapazität von Pumpspeichern haben sollen. Hier soll ein Betonblock von 100t mit einen Hub von 100m etwa 100 kWh liefern. Wären gigantische manuelle Speicher im gigantischen Ausmnaß vielleicht eine Teillösung? Der Vorteil wäre, dass die Technik schon vorhanden ist und die Energie beliebig lange gespeichert werden könnte.
2/7/2014 1:20:57 PM Dr. Martin Reuter
Hallo Behrens, da haben Sie recht. Wirkliche langfristige Energiespeicherung in größerem Ausmass, wie durch die Energiewende in Zukunft voraussichtlich erforderlich, sind nur über stoffliche Speicher zu realisieren.
2/7/2014 1:21:21 PM M. Esser
20 % Wirkungsgrad der Wasserstoffspeicherung sagen Sie.
Das heißt also, um eine kWh aus dem Speicher zu holen, muss man vorher 5 kWh hineingesteckt haben.
Wie teuer ist dann die so aus dem Speicher geholte kWh, wenn man sie vorher (5fach ) erneuerbar erzeugt hat?
2/7/2014 1:21:48 PM Dr. Jörg Rothermel
Hallo Herr Märtens, die Energiedichte bei solchen "manuellen" Speichern ist viel zu gering als dass sie eine Lösung wären. Mit ihren genannten 100 KWh können Sie gerade mal 1000 100-Wattbirnen einen Stunde betreiben. Das ist ganz wenig. Hohe Speicherdicht haben wir nur in "chemischen Speichern".
2/7/2014 1:22:14 PM Markus Greiner
Viele Lösungen sind Tropfen auf den heissen Stein. Haben wir genug Platz in Deutschland für die Energiespeicherung, oder benötigen wir multinationale Lösungen? ... um Windkraft und Solar um den Erdball zu schicken.
2/7/2014 1:23:10 PM Manfred Lindinger
Und noch ein Beitrag zu Pumpspeichern
2/7/2014 1:23:12 PM Reinhard Menzer
Die vorhandenen PSW, die Gesamtleistung in Deutschland beträgt ca. 7 GW mit einer Reichweite von etwa 40 GWh, dient heute im wesentlichen als Puffer. Die klassische Speicherung für den täglichen Lastgang ist nicht mehr die Hauptnutzung. Die Zahl der Vollaststunden liegt heute deutlich niedriger als vor der E-Wende.
2/7/2014 1:23:35 PM Stephan Perdekamp
@Bernd Märtens: Oder Sie zielen nicht auf gigantische Blöcke, sondern viele Mechanische Speichereinheiten in Strukturen, die ohnehin gebaut werden.
2/7/2014 1:24:05 PM Dr. Jörg Rothermel
Hallo Herr Greiner, das hängt tatsächlich von der Art der Speicherung ab. Wenn wir alles mit Pumpspeichern oder anderen "manuellen/mechanischen" Speichern machen wollten hätte wir sicher keinen ausreichenden Platz. Mit chemischen Speichern sähe das ganz anders aus.
2/7/2014 1:24:17 PM Dr.Kurt A.Köhler
Abgesehen von den tatsächlichen Kosten einer Speicherung, gibt es bisher keinen Anlass, Speicher zu bauen. Die existierenden Kraftwerke sind praktisch die Speicher (ist beim Gas ja sinnbildlich, gäbe es mit Windkraft erzeugten Wasserstoff oder gar Methan, würde dieses gas statt des Erdgases in die Kraftwerke eingespeist). Das Dumme ist nur, diese Kraftwerke kommen mittlerweile nicht mehr auf ihre Kosten.
2/7/2014 1:24:33 PM G.Jostmann
Von welchen "Durststrecken" geht man denn bei der Dimensionierung der Energiespeicher überhaupt aus? Wie lange unterstellt man denn einen Ausfall der Energieerzeugung?
2/7/2014 1:24:36 PM Dr. Martin Reuter
Herr Esser, ist gibt da Abschätzungen, die die Kosten über der €-Schwelle sehen; das hängt natürlich stark von den vorausgesetzten Systemgrenzen ab. Auf Zahlen möchte ich mich da ungern festlegen lassen. Die Kosten werden auf jeden Fall für eine Rückverstromung erheblich sein. Daher ist die direkte Nutzung des Stroms oder z.B. des gespeicherten Wasserstoffs auf jeden Fall vorzuziehen.
2/7/2014 1:25:22 PM G Seidel
Der Wirkungsgrad von ca. 20% für die Wasserstoffspeicherung mit anschließender Rückverstromung ist falsch. die Elektrolyse funktioniert mit 80% und eine Brennstoffzelle hat mehr als 50% Wirkungsrad.
2/7/2014 1:26:13 PM Reinhard Menzer
Die Drucksache 17/10579 vom 30.08.2012 des Deutschen Bundestages, Bericht des Ausschusses für Bildung, Forschung und Technikfolgenabschätzung (http://dip21.bundestag.de/dip21/btd/17/105/1710579.pdf ) berichtet dort zusammenfassend (im wesentlichen aufgestellt durch das TAB) zur Speichertechnik (S. 6; s. auch S. 54):
„Speicher
Insgesamt gesehen wird die Rolle, die Speicher im Stromsystem Deutschlands in den nächsten 10 bis 15 Jahren spielen werden, aus heutiger Sicht eher begrenzt sein. In der (fach)öffentlichen und politischen Diskussion wird diese zurzeit eher über- als unterschätzt. Je nach Entwicklung der Rahmenbedingungen könnte ein Bedarf für Stundenspeicher in einer Größenordnung von 1 bis 2 GW entstehen, zum wöchentlichen oder saisonalen Ausgleich wird bei diesem Zeithorizont kein zusätzlicher Speicherbedarf gesehen.
Für alle Speichertechnologien gilt, dass sie im Vergleich mit anderen Flexibilisierungsoptionen zumeist die teurere Option darstellen. Daher sollten aus ökonomischer Sicht die kostengünstiger erschließbaren Potenziale zuerst ausgeschöpft werden. Insbesondere stellen Speicher wegen ihrer deutlich höheren Investitionskosten keine Alternative zum Netzausbau dar. Die aktuelle Entwicklung auf den Strommärkten, dass insbesondere an Tagen mit hoher Photovoltaikeinspeisung der Preisunterschied zwischen Spitzen- und Grundlaststrom stark sinkt, stellt derzeit sogar die Wirtschaftlichkeit von neuen Pumpspeicherkraftwerken infrage, der ökonomisch günstigsten aller Speichertechnologien.
Um die zukünftige Entwicklung bei Speichern einzuschätzen, greift eine rein ökonomische Betrachtung des Stromsystems allerdings zu kurz. So ist es z. B. nicht auszuschließen, dass (teure) Speicher errichtet werden müssten, wenn beispielsweise der weitere Netzausbau keine gesellschaftliche Akzeptanz findet. Ebenfalls könnten vermehrt dezentrale Speicher gebaut werden, obwohl sie aus Sicht des Gesamtsystems energiewirtschaftlich zumeist ineffizient sind, wenn beispielsweise Netzparität (Stromgestehungskosten liegen auf bzw. unter dem Niveau des Endkundenstrompreises für Haushaltskunden) für Photovoltaikanlagen mit Speichern erreicht ist (dies wird ab etwa dem Jahr 2019 erwartet).“
2/7/2014 1:26:38 PM Dr. Martin Reuter
Herr Seidel, dies ist eine Abschätzung über alle Prozessschritte inkl. Peripherie.
2/7/2014 1:27:19 PM Oliver Claas
Während beim VCI fleißig geschrieben wird, hier noch einmal der Link auf das VCI-Positionspapier zur Zukunft der Energiespeicher: Interessante Lektüre!
2/7/2014 1:27:58 PM Dr. Jürgen Klockner
Hallo Herr Köhler, das Problem ist die wirtschaftliche Speicherung von Überschussstrom. Der Zyklus Strom - Elektrolyse - Wasserstoff - Erdgas - Einspeisung in Erdgasnetz - Rückverstromung hat aktuell einen Wirkungsgrad von 14 - 37 % elektrisch. Das ist zu wenig.
2/7/2014 1:28:26 PM Manfred Lindinger
Und hier ist ein Postionspapier zur Energiediskussion von der Akademie der Technikwissenschaften: Acatech:

Energiesysteme der Zukunft
acatech - Die Deutsche Akademie der TechnikwissenschaftenEnergiesysteme der ZukunftStatus des Projekts:laufendLaufzeit:04/2013 bis 02/2016Zuordnung:Themenschwerpunkt Energie, Ressourcen und NachhaltigkeitKooperationsprojekte der...
2/7/2014 1:29:13 PM Dr. Martin Reuter
Herr Menzer, das ist natürlich bekannt. Es geht aber nicht um ein entweder oder, sondern um ein sowohl als auch.
2/7/2014 1:30:17 PM G Seidel
Als erste Massnahme müßte parallel zum Speicherausbau das Netzmanagement vorangetrieben werden. Hier spielt die Elektromobilität eine überragende Roll. Ladestationen vor allem bei großen Firmen könnten einen guten Teil der solaren Mittagsspitze wegpuffern, da der Berufspendelverkehr einen bedeutenden Teil der Mobilität darstellt.
2/7/2014 1:30:58 PM M. Esser
Herr Dr. Reuter, aber reden wir hier nicht über die Speicher, ihre Möglichkeiten und Kosten?
Unten haben Sie von einer benötigten Kapazität von 20TWh geschrieben.
Ich wage gar nicht, die Kosten dieses Speicherstroms mit ihrer 1€-Abschätzung auszurechnen.
Kann unter diesen Umständen Wasserstoff als Speicher(!) wirklich eine Lösung sein?
2/7/2014 1:31:34 PM Dr. Martin Reuter
Herr Jostmann, zu der Durststrecke: Es geht bei der Speicherung um kurzfrist-, mittelfrist- und langfrist Speicherung, mit unterschiedlichen Anforderungen. Ich verweise gern auf unser Papier.

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