Wie kann Strom gespeichert werden?

Die leistungsfähigen Windkraftwerke in der Nordsee geben nur Strom, wenn Wind weht. Also muss der erzeugte Strom effektiv gespeichert werden. Wie könnte das geschehen?

Wären leistungsfähige Pumpspeicherwerke eine Lösung?
Wäre die Speicherung von durch Elektrolyse erzeugtem Wasserstoff, der dann bei Bedarf in Brennstoffzellen wieder zu Strom verwandelt wird eine gangbare Lösung?

Wie kann der Strom in großen Mengen zu den Speichern und den Verbrauchern geführt werden?
Durch was können aufwendige Genehmigungen für Überlandleitungen vermieden werden?

Die leistungsfähigen Windkraftwerke in der Nordsee geben nur
Strom, wenn Wind weht. Also muss der erzeugte Strom effektiv
gespeichert werden. Wie könnte das geschehen?

Wären leistungsfähige Pumpspeicherwerke eine Lösung? Begrenzt: Es gibt sie nicht überall, und auch Stauseeen gehen mit merklichen ökologischen Beeinträchtigungen der gestauten Gewässer und des überfluteten Gebietes einher.
Wäre die Speicherung von durch Elektrolyse erzeugtem
Wasserstoff, der dann bei Bedarf in Brennstoffzellen wieder zu
Strom verwandelt wird eine gangbare Lösung? Meines Wissen ist der Wirkungsgrad bei dieser zweimaligen Energieumwandlung noch ziemlich lausig. M.E. eine nachrangige Lösung.

So man hat, sind m.E. Pumpspeicherwerke eine gute Lösung.
Auch die engere Verknüpfung der Netze verschiedener Länder trägt dazu bei, dass ein Zuvielangebot nicht verloren geht. Wenn es in den Niederlanden mal grade nicht bläst, aber an der deutschen Ostseeküste „der Regen waagerecht fällt“, fließt der Windstrom dorthin ab, wo er gebraucht wird und wird auch über die Landesgrenzen hinweg gehandelt.
Aktuell im Fokus sind Elektroautos. Ich persönlich finde das zweischneidig. Wenn man Energie übrig hat, sollte man sie dorthin pumpen, wo sie wirklich benötigt wird, und nicht dort, wo sie einen relativen Luxus stillt. Perspektivisch mag es dann so kommen, dass die regenerativen einen geförderten Markt für eben diese Verbraucher liefern, der dann durch weiteres Wachstum wieder eine steigenden Bedarf generiert, der durch weitere Energiegewinnung (im schlimmsten Fall durch Wiederhinzunahme fossiler Brennstoffe) befriedigt werden muss. Vor aller Erzeugung ist im Sinne der Ökologie danach zu trachten, den Energieverbrauch möglichst zu reduzieren.
Ebenfalls im Gespräch ist, große Verbraucher, die selbst Speicher darstellen, abhängig vom Windstromangebot zu steuern. Ich habe hier insbesondere von Kühl- und Gewächshäusern gehört. Jegliche große Wärme- oder Kälteanwendung sollte aber tendenziell geeignet sein.
Außerdem wird diskutiert, solcherart Lastmanagement auch bei Kleinverbrauchern flächig und dezentral zu implementieren. Dabei würden speichernde Verbraucher wie etwa Kühlschränke, Waschmaschinen, Trockner in Überangebotszeiten eingeschaltet und in Mangelzeiten abgeschaltet werden. Dies erfordert aber, in den Haushalten und/oder an den Geräten eine gewisse Intelligenz vorzusehehen, die Informationen zur Netzsituation erhält und die Geräte geeignet und innerhalb der Einschränkung, die der Verbraucher vorgibt, steuern. Wahrscheinlicher als „Zwangsabschaltungen“ sehe ich dabei, wie ebenfalls diskutiert, eine Lenkung des Verbrauchs über kurzfristig variable Strompreise. Ein Haushalt würde seine Geräte, um Stromkosten zu sparen, aus Eigennutz dann so programmieren, dass sie möglichst bei günstigen Strompreisen laufen, die wiederum bei Stromüberangebot zu erwarten sind. Als Wege der Datenübertragung für diese Tarifinformation kenne ich sowohl parallele Informationskanäle wie etwa das Internet, als auch Signalübertragung mittels Powerlinetechnologien. Dabei werden Steuersignale zusammen mit dem für den Verbrauch bestimmten Strom über ein und dasselbe Kabel übertragen (aufmoduliert). Dieses Signal muss und kann durch geeignete Filter aus dem Netz ausgekoppelt werden.

Wie kann der Strom in großen Mengen zu den Speichern und den
Verbrauchern geführt werden?

Letztendlich durch ausreichend Leitungen.
Generell sollten die regenerativen Energien nicht isoliert betrachtet werden. Wo man Biomasse hat, aber keinen Wind, sollte man eben Biomasse nutzen. Durch die kombinierte Nutzung verschiedener regenerativer Energien sollte es sich vermeiden lassen, zentral erzeugten Strom quer durch die Republik leiten zu müssen.
Früher hat man zudem damit nicht so viele Bedenken gehabt. Recht selbstverständlich wurden die Netze um großindustrielle Gebiete herumgestrickt, ohne dass das hinterfragt worden wäre. Schau Dir mal auf einer geeigneten Kraftwerkskarte die Kraftwerksballung etwa im Ruhrpott an! Die Zeiten ändern sich, der Strom kommt vermehrt etwa aus Offshore-Windmühlen, die Netze müssen angepasst werden, aber was vorher selbstverständlich war, ist auf einmal ein Problem.

Durch was können aufwendige Genehmigungen für
Überlandleitungen vermieden werden?

In der Regel sind alternativ auch Erdkabel möglich. Die Frage ist m.E. vorwiegend eine wirtschaftliche: Erdkabel sind viel teurer als Freileitungen. Die Netzbetreiber wollen natürlich ihr Netz günstgig bauen. Auch bei Erdkabel wird man jedoch um Genehmigungsverfahren nicht herum kommen - dann eben wenn auch in absehbar geringerem Umfang (insbesondere bei horizontal gebohrten Trassen)nur für die Kabelverlegung.

Wie auch in anderen Bereichen, wo für das Wohl der Allgemeinheit eine lokale Benachteiligung in Kauf genommen werden muss (Müllkippen, Kernkraftwerke, Klärwerke, Anstalten für Triebtäter…), bekommt man es auch hier mit dem NIMBY-Syndrom zu tun. Das steht für „not-in-my back yard“: Nicht in meine Hinterhof. Es bezeichnet genau, dass zwar allgemein z.B. eine Bereitschaft und Wille da ist, etwa die regenerative Stromerzeugung zu unterstützen, aber trotzdem gegen den Bau einer Hochspannungstrase gestimmt wird, die diese Energiegewinnung unterstützen soll, sobald sie unweit des eigenen Hauses verlaufen soll.
Eine Gesellschaft muss sich am Ende einig werden, wass ihr (in welchem Umfang) mehr Wert ist: ökologischer Strom oder etwa ein unverbauter Horizont, wobei auch hier zu wiederholen ist: Die großte und vorrangigste Energiequelle ist immer noch Energie sparen.
Der für diese Genehmigungen geforderte Umfang mag sich auch durch einen sich allmählich verändernden gesellschaftlichen Konsens ändern. Über Politik und Gesetzgebungsverfahren ließen sich dann bestimmte Verfahren in der Zukunft vielleicht verkürzen.

Gruß
Frank

Hallo Frank,

ich bin erfreut, doch noch sachliche Kommentare zu bekommen, auf die ich dann auch antworten werde. Im Grund hatte ich mich wegen der Unsachlichkeit schon von diesem Forum verabschiedet, jetzt habe ich doch Hoffnung auf ein bischen Sachlichkeit.

Erst die Wirkungsgrade von Speichern: Wasserspeicher haben 75-80% und sind damit die effektivsten Speicher. Elektrolyse+Brennstoffzelle liegen bei H2/O2-Speicherung bei 45-50%, schlechter sind die Batterien mit 20-30% je nach Art der Technik.
Damit spricht einiges für eine europäische Lösung mit Wasserspeicherkraftwerken im bergigen Norwegen der großen Höhenunterschiede wegen.

Die große Aufgabe besteht darin den Strom zu den Speichern und Verbrauchern zu leiten. Dafür wären leistungsfähige neue europäische Netze notwendig. Es ermöglicht die Hochspannungsgleichstromübertragung (HGÜ) aber neue Möglichkeiten: Heute wird der Strom als Wechselstrom mit beträchtlichen Verlusten
von Umspannwerk zu Umspannwerk geleitet, vorallem wären solche neuen Leitungen genehmigungspflichtig. Nun wird den Strom schon von den Windkaftanlagen in der Nordsee an Land als HGÜ gebracht. Er könnte von dort weiter zu den Speichern und den großen Verbrauchern geleitet werden.
Es wäre durchaus möglich vorhandene Hochspannungsleitungen schrittweise auf HGÜ umzustellen, zumal an vielen Hochspannungsmasten nicht alle Positionen genutzt sind.
Eine gesamt eropäische Lösung ist anzustreben, wegen der verschiedenen Stromquellen und -speicher.

Gruß, Igor

Achtung - Ironie:

Hallo,

warum antwortet denn keiner???

Ist die Frage möglicherweise zu komplex und nicht in 5 Sätzen zu beantworten???

Vielleicht wäre das mal eine Problemstellung für ein Forschungsvorhaben an einer Hochschule? (Oder sollten die sich wo möglich schon damit beschäftigen???)

Oder einfach mal die Anfrage an das Bundesforschungsministerium schicken - wenn die es nicht wissen, dann weiss ich es auch nicht!

gruß

Wenn Du schreibst:
„Achtung - Ironie“
weiß ich nicht ob ich Dir darauf antworten soll?
Wie ernsthaft nimmst Du das Thema?
Ich glaube, es ist zu wichtig, um darüber ironische Kommentare abzugeben.

Denn von der Regierung wurde eine deutliche Verlängerund der Laufzeiten von AKWs verabschiedet,
was meiner Meinung nach überflüssig ist, da die alternativen Stromquellen immer mehr an Bedeutung gewinnen und würdig sind noch mehr gefördert zu werden.
M.M. darf auch keine deutsche Lösung anvisiert werden, sondern man sollte auf ganz Europa und die Umgebung schauen.

Gruß, Igor

Hallo,

warum antwortet denn keiner???

Ist die Frage möglicherweise zu komplex und nicht in 5 Sätzen
zu beantworten???

Vielleicht wäre das mal eine Problemstellung für ein
Forschungsvorhaben an einer Hochschule? (Oder sollten die sich
wo möglich schon damit beschäftigen???)

Oder einfach mal die Anfrage an das
Bundesforschungsministerium schicken - wenn die es nicht
wissen, dann weiss ich es auch nicht!

gruß