Energiespeicherung - der Schlüssel zur Energiezukunft

Wind- und Sonnenenergie sind wetterabhängig und richten sich nicht nach der momentanen Energienachfrage. Die Energiespeicherung ist daher ein wichtiger Faktor für den Schwankungsausgleich.

Keine Sonne? Kein Wind? Und dennoch Energie!

Was passiert bei sehr hohem Strombedarf, also in Spitzenlastzeiten, wenn weder der Wind weht noch die Sonne scheint? Und was passiert mit der erzeugten regenerativen Energie, wenn wir in Niedriglastzeiten wie zum Beispiel nachts weniger Energie brauchen? Der Schlüssel zu einer sicheren und kontinuierlichen Stromversorgung durch wetterabhängige Energien liegt in der Energiespeicherung. So wird erzeugte Energie, die nicht benötigt wird, mittels verschiedener Verfahren gewissermaßen zwischengelagert und in Zeiten hoher Stromnachfrage genutzt. Neben bekannten Möglichkeiten wie Pumpspeicherkraftwerken bedarf es jedoch auch neuer Techniken, um Energie in großem Stil zu speichern. E.ON fördert bereits seit Jahren Forschungsinitiativen zur Energiespeicherung und hat eigene Projekte initiiert. Dabei geht es sowohl um die Weiterentwicklung bereits vorhandener Technologien als auch um grundsätzlich neue Verfahren. Die Bandbreite reicht von Lösungen im industriellen Maßstab bis hin zu kleinen dezentralen Speichern, die künftig über intelligente Netze miteinander verknüpft werden. Als erster Energieversorger speisen wir durch Windgas-Anlage in Falkenhagen überschüssige Windenergie als Gas im bestehenden Erdgasnetz ein und können es jederzeit in Strom und Wärme zurückverwandeln. So wird das Stromnetz entlastet und die sonst notwendige Abschaltung von Windkraftanlagen bei Netzengpässen vermieden. Im Rahmen dieses Projekts werden wichtige technische und regulatorische Erfahrungen beim Bau und Betrieb derartiger Speicheranlagen gesammelt.

Zentrale Speichertechnologien

Bewährte Speicherkraftwerke Waldeck

Die beiden Pumpspeicherkraftwerke Waldeck 1 und 2 bilden zusammen den viertgrößten Pumpspeicherkomplex Deutschlands. Sie pumpen in lastschwachen Zeiten Wasser aus dem Affolderner See in zwei über 300 Meter höher gelegene künstlich angelegte Speicherbecken auf dem Peterskopf. Sobald der Stromverbrauch im Netz wieder steigt, lässt man das Wasser aus den Speicherbecken auf die Kraftwerksturbinen talwärts fließen. In Sekundenschnelle kann so mit den Generatoren flexibel Strom erzeugt werden. Insgesamt fassen die beiden Speicherbecken fünf Millionen Kubikmeter Wasser, was einem Energieinhalt von 3,9 Millionen Kilowattstunden entspricht. Der Vorteil von Pumpspeicherkraftwerken besteht darin, dass sie nicht nur sehr schnell, sondern auch für relativ kurze Zeit ans Netz gehen können. Das aufwändigere Anfahren von anderen Kraftwerkstypen für kurze Einsatzzeiten bleibt so erspart. Die Technik von Pumpspeicherkraftwerken ist bis heute die erprobteste Möglichkeit, Energie zu speichern und das Netzsystem stabil zu halten. Allerdings ist der Ausbau aufgrund der topographischen Begebenheiten und aus Gründen des Umweltschutzes in Deutschland nur begrenzt möglich.

Luftspeicher- und Gasturbinenkraftwerk Huntorf

In Huntorf nahe Oldenburg steht das weltweit erste Luftspeicher- und Gasturbinenkraftwerk, eine weitere Anlage gibt es nur noch in den USA. Das seit 1978 bestehende Kraftwerk unterscheidet sich von herkömmlichen Gasturbinenkraftwerken durch die zeitlich getrennte Erzeugung von Druckluft und Strom. Es speichert Strom in Form von Druckluft: Wenn wenig Strom benötigt wird, pumpt das Kraftwerk bis zu 300.000 Kubikmeter an verdichteter Luft in zwei unterirdische Salzkavernen, die rund um das niedersächsische Huntorf in einer Tiefe zwischen 600 und 850 Metern liegen. In Zeiten hohen Strombedarfs wird die unterirdisch gespeicherte Druckluft zusammen mit Erdgas verbrannt, die heiße Verbrennungsluft treibt eine Gasturbine an und Strom wird produziert. Das Kraftwerk kann bis zu 2.100 MWh an Windstrom speichern. Bei Windflaute können für einen Tag bis ca. 220.000 Haushalte mit Strom versorgt werden.

Dezentrale Speicherung

Gas aus Windstrom: Windgas-Anlage Falkenhagen

In Zusammenarbeit mit der Swissgas AG speist E.ON seit August 2013 als erster Energieversorger Gas aus Windstrom in das Erdgasnetz ein. Der Standort ist mit seinem hohem Windstromaufkommen, der bestehenden Strom- und Gasinfrastruktur sowie einer eigenen Betriebsstelle vor Ort ideal! Ein wichtiger Beitrag zur Speicherung von wetterabhängiger regenerativer Energie. Mittels bewährter Elektrolyse-Technologie wird in der Anlage überschüssiger regenerativ erzeugter Strom in Wasserstoff umgewandelt und in das regionale Ferngasnetz eingespeist. Die gespeicherte Energie steht dann dem Strom-, Wärme-, Mobilitäts- und Industriemarkt wie normales Erdgas flexibel zur Verfügung. Auf diese Weise wird die anderenfalls notwendige Abschaltung von Windkraftanlagen bei Netzengpässen vermieden und die Ausbeute der Erzeugung von Windstrom gesteigert. Bereits heute ist es problemlos möglich, der Erdgasinfrastruktur Wasserstoff im einstelligen Prozentbereich beizufügen. Wird in einem zweiten Schritt – der sogenannten Methanisierung – der Wasserstoff zu synthetischem Erdgas umgewandelt, ist künftig theoretisch die gesamte Speicherkapazität des Erdgasnetzes nutzbar. Diese besteht aus immerhin rund 450.000 Kilometern Erdgasleitung.

Lokales Stromspeichersystem auf der Nordseeinsel Pellworm

Auf Pellworm arbeiten wir an einem einzigartigen Projekt zur lokalen Speicherung von regenerativer Energie. Ziel ist es, die dezentralen Erzeugungsanlagen von regenerativer Energie mit modernen Speichertechniken und einem intelligenten Netzmanagement zu verknüpfen. So kann der Netzausbau, der für den Abtransport von Strom aus Erneuerbaren Energien erforderlich ist, reduziert werden. Auf der als Modellregion dienenden Insel wird in den kommenden Monaten ein sogenanntes hybrides Speichersystem errichtet. So kann der durch Wind und Sonne erzeugte Strom zukünftig direkt in leistungsstarken Batterien sowie in Heizungssystemen von Haushalten gespeichert und bei Bedarf verwendet werden. Ziel des Projekts ist es, wertvolle Erkenntnisse über den praktischen Betrieb intelligenter Stromnetze und die lokale Verwendung von Strom aus Erneuerbaren Energien zu erhalten.

Elektroautos als dezentrale Energiespeicher

Auch Elektroautos können mit ihren vergleichsweise kleinen Akkus einen Beitrag zur dezentralen Energiespeicherung leisten. Autos sind oft nicht in Bewegung. Sie werden während des Parkens an das Stromnetz angeschlossen und nehmen überschüssigen Strom auf. Dieser wird dann entweder zum Fahren genutzt oder aus dem parkenden Auto zurück ins Netz gespeist.