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Energiespeicher

Speicher für Erneuerbare Energien – ein wichtiges Thema heute und morgen

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Power-to-Heat: Umwandlung von Strom in Wärme

Bei diesem Verfahren wird bei einer Überspeisung des Stromnetzes durch Erneuerbare Energien der überschüssige Strom in Wärme umgewandelt. Dabei dienen Power-to-Heat-Anlagen (PtH-Anlagen) nicht nur der Netzstabilität, sondern auch der Reduktion von Kohlenstoffdioxidemissionen. Da bei dieser Technik mit relativ geringen Investitionskosten Strom aus Erneuerbaren Energien integriert wird, reduzieren PtH-Anlagen die Leistung fossiler Heizkraftwerke in Nah- und Fernwärmesysteme und senken damit die CO2-Emission.

Diese Anlagen sind eine vergleichsweise kostengünstige Technologie und gleichzeitig eine wirtschaftlich schon heute attraktive Option für die Stabilisierung des deutschen Stromnetzes, die in den nächsten Jahren immer wichtiger werden wird. Überschüssiger Strom könnte direkt in Wärmespeicher gespeichert werden, aber kann auch genutzt werden, um elektrische Wärmepumpen anzutreiben, die damit Umgebungswärme aus dem Erdreich oder aus der Luft aufnehmen. Damit könnte sich die Wärmeausbeute des eingesetzten Stroms künftig nochmal deutlich erhöhen.

Power-to-Gas: Energie speichern mit Strom und Wasser

Bei dieser Technik wird Wasser mit Hilfe von Strom in Wasserstoff und manchmal in einem weiteren Schritt in Methan umgewandelt. Diese gasförmigen Stoffe können in das bestehende Erdgasnetz eingespeist und dort gespeichert werden. Das Power-to-Gas-Verfahren kann durch die Kopplung an das vorhandene sehr große Erdgasnetz eine Speicherreichweite von mehreren Monaten sowie eine große Speicherkapazität für überschüssige Energiemengen bereitstellen.

Auf Grund der identischen Eigenschaften und chemischen Struktur von fossilem und Erneuerbarem Methan kann das Erdgasnetz für Transport und Speicherung großer Energiemengen genutzt werden. Ein weiterer möglicher Vorteil der Power-to-Gas-Verfahren liegt in der Verwertung von in der Industrie oder in Kraftwerken (auch Biomassekraftwerken) erzeugten Kohlenstoffdioxids. Durch die Technik, es zusammen mit Wasserstoff in Methan zu transformieren, steht ein Verfahren zur Verfügung, durch das Kohlenstoffdioxid quasi „recycelt“ werden kann. Jedoch ist diese Technologie noch verhältnismäßig teuer.

Preisgekrönte Pilotprojekte: der SILYZER und die SmartRegion Pellworm

Der SILYZER von Siemens: Das größte am Markt verfügbare und standardisierte PEM-Elektrolyse-System wandelt Strom in Wasserstoff, der bei Bedarf gespeichert werden kann. (Bild: Siemens)
Der SILYZER von Siemens: Das größte am Markt verfügbare und standardisierte PEM-Elektrolyse-System wandelt Strom in Wasserstoff, der bei Bedarf gespeichert werden kann.
(Bild: Siemens)

Das größte am Markt verfügbare und standardisierte PEM-Elektrolyse-System (PEM = Proton Exchange Membrane) – der SILYZER – brachte der Siemens AG den German Renewables Award 2015 in der Kategorie „Produktinnovation des Jahres“ ein. Mit Hilfe von Elektrolyse lässt sich überschüssiger Erneuerbarer Strom hochflexibel in Wasserstoff umwandeln, der bei Bedarf gespeichert werden kann. Wasserstoff ist für die Industrie und im Mobilitätssektor in Verbindung mit der Brennstoffzelle für eine spätere Rückverstromung vielseitig einsetzbar.

Ausgezeichnet: mehrere Batteriespeicher und eine Redox-Flow-Batterie in der SmartRegion Pellworm.(Bild: Luftbildservice Bernot)
Ausgezeichnet: mehrere Batteriespeicher und eine Redox-Flow-Batterie in der SmartRegion Pellworm.
(Bild: Luftbildservice Bernot)

Die Bedeutung intelligenter Speicher in der lokalen Energieversorgung unterstreicht das Projekt SmartRegion Pellworm, Sieger in der Rubrik „Projekt des Jahres“ beim German Renewables Award 2015. Die Hanse Werk AG und die Schleswig-Holstein Netz AG haben über Jahrzehnte auf der Nordseeinsel ein Versorgungssystem geschaffen, das sich durch einen hohen Einsatz Erneuerbarer Energien auszeichnet. In der Jahresbilanz wird die rund dreifache Menge an Elektrizität aus Erneuerbaren Energien erzeugt wie verbraucht, auch durch den Einsatz mehrerer innovativer Speichersysteme mit Batteriespeicher sowie einer Redox-Flow-Batterie, gesteuert mit einer intelligenten Leittechnik. Die 37 km2 große Insel ist mit zwei Seekabeln an das Festland angebunden.

Cluster Erneuerbare Energien Hamburg

Seit der Gründung im Jahre 2011 haben sich mehr als 190 Mitgliedsunternehmen und -institutionen aus der Metropolregion Hamburg im Cluster Erneuerbare Energien Hamburg (EEHH-Cluster) zusammengeschlossen. Ziel ist es, in diesem Netzwerk die Kompetenzen der Unternehmen, Forschungseinrichtungen und Institutionen zu bündeln und die Zusammenarbeit im Bereich der Ernereubaren Energien zu stärken und zu fördern. Ein Schwerpunkt des EEHH-Clusters bildet die Windenergie an Land und See.

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