Durchbruch der erneuerbaren Energien erst mit Stromspeichern möglich

Durchbruch von Green Energy erst mit Stromspeichern möglich

Inzwischen ist die Technologie der erneuerbaren Energien sehr gut beherrschbar. Solarpaneele haben einen höheren Wirkungsgrad denn je und die Windräder sind mit starken Kugellagern ausgestattet und langfristig einsetzbar. Allerdings bleibt das Problem des zeitweisen Auseinanderklaffens von Produktion und Verbrauch.

Was beinahe 20 Jahre lang versäumt wurde

Wer die Geschichte der erneuerbaren Energien in der Bundesrepublik Deutschland bis zu den Anfängen verfolgt, der wird erstaunt sein. Denn es war nicht etwa die rot-grüne Bundesregierung unter Bundeskanzler Gerhard Schröder, die die erste Förderung der erneuerbaren Energien beschlossen hat! Die Förderung geht vielmehr auf den Anfang der 90er Jahre und die Regierung des Bundeskanzlers Helmut Kohl zurück, die das sogenannte Stromeinspeisevergütungsgesetz erlassen hat. Der Energiemix beim Strom war damals allerdings auf die Herstellung durch die Verbrennung von fossilen Brennstoffen wie Kohle und Gas fokussiert oder aber auch auf große, zentral produzierende Einheiten wie Kernkraftwerke. Die Stromnetze mit ihren von den Kraftwerken abgehenden Hochspannungsleitungen, die erst in den Städten und Gemeinden auf die normale Haushaltsspannung heruntertransformiert werden entsprachen diesem Hauptverkehrsbedarf von wenigen Produktionsstellen an viele haushalte und Endverbraucher.

Steigender Anteil erneuerbarer Energien

Im Jahr 2000 hatten die erneuerbaren Energien einen Anteil von lediglich 3,9 % an der Stromproduktion. Dieser ist bis zum Jahr 2010 auf beinahe 10 % gestiegen und wird sich durch den beschleunigten Zubau noch weiter erhöhen. das Ziel von 35 % Anteil der erneuerbaren Energien am Stromverbrauch scheint zumindest von der Produktionsseite her erreichbar. Übrigens eine bereits jetzt beeindruckende Klimabilanz, die auch das Umweltbundesamt in seinem Internet-Angebot betont. Dort wird von 110 Mio. Tonnen CO2-Äquivalenten“ gesprochen, die durch Erneuerbare Energien vermieden worden sind! Allerdings bleibt ein technisches Problem der erneuerbaren Energien bei beinahe allen Produktionsformen mit Ausnahme der Wasserkraft praktisch ungelöst: Viele erneuerbare Energien erzeugen Strom nur stoßweise und haben auch unberechenbare Phasen der „Nicht-Produktion“.

Die Problematik der Grundlast und Spitzenlast bleibt

Das erste Mal ist die Problematik der Nicht-Gleichheit von Stromproduktion und -verbrauch beim massiven Einsatz der Kernkraftwerke aufgetreten. Deren Anfahren und Abklingen dauert wesentlich länger, als es bei einem „einfachen“ Einschalten von Gasturbinen oder einem Kohlekraftwerk der Fall wäre. Deshalb gibt es einige Pumpspeicherkraftwerke. Diese nutzen den mitten in der Nacht überschüssigen Atomstrom und pumpen Wasser von niedriger Höhe einen Berg hinaus. Dieses wird dann zu Spitzenlastzeiten wieder freigegeben und fällt durch die natürliche Schwerkraft und erzeugt mit Generatoren Strom. Allerdings sind die Kapazität und der Wirkungsgrad nicht beeindruckend. Diese Problematik verschlimmert sich beim zunehmenden Einsatz von Solarenergie und Windkraft! Der Stromverbrauch unterliegt ja Schwankungen aufgrund der Industrieproduktion und des Verbraucherverhaltens. Die Industrie benötigt jeden Tag für die volle Schicht Strom, auch wenn beispielsweise Bewölkung oder die kürzere Sonnenscheindauer im Winter einen nachmittäglichen Nachfrageüberhang nicht abdecken können. Diese zu geringe Produktionsmenge zu einem Zeitpunkt müsste durch Stromspeicherung ausgeglichen werden.

Verschiedene Ideen werden ausprobiert

Die Forschung nach dem geeigneten Stromspeicher steht erst noch am Anfang. Trotz der enormen Fortschritte sind Batterien aus zwei Gründen noch nicht die idealen Energiespeicher: Der Wirkungsgrad liegt weit unter 50 %, so dass wesentlich mehr als 2 Kilowattstunden gespeichert werden müssen, um wieder eine Kilowattstunde zurückzubekommen. Darüber hinaus gibt es immer noch das Problem, das viele von uns auch von Handys und Laptops kennen: Die Haltbarkeit vieler Akkus lässt schon bereits nach 800-900 Aufladungen nach und nach mehr als 1.000-1.200 Aufladungen sinkt die Speicherkapazität schon erheblich. Dies ist auch der Grund dafür, warum die Elektromobilität im Automobilbereich noch auf sich warten lässt.

Neue Speicherverfahren erforderlich

Bis zur Entwicklung von effektiven, effizienten Speicherverfahren behilft sich die Industrie mit sogenannten Smart grids oder angeblich „smarten“ Stromzählern. Doch diese sind nur eine Abwandlung des schon bekannten Preismodells für Privatkunden von Normalstrom und Nachtstrom – mit dem beispielsweise auch Nachtspeicheröfen aufgeladen wurden. Da aber nicht alle Menschen plötzlich abends die Wäsche waschen können, ist die Umlenkung des Strombedarfs nur im Promillebereich zu sehen. Deshalb arbeitet die Industrie fieberhaft an neuen Stromspeichern. Dies kann beispielsweise die Verdichtung von Dampf oder Gas sein, welches in isolierten Behältern komprimiert wird und sich dann wieder ausdehnt und damit Turbinen antreibt. Oder aber die fast emissionsfreie Herstellung von Wasserstoff aus Wasser und Luft und die darauf folgende Verbrennung und Aufsplittung in diese beiden Bestandteile.

Damit ließe sich Strom in großen Mengen speichern, sobald das Kostenproblem in den Griff bekommen wird.

 

Ihr Dr. Matthias Michael green energy marketing


Veröffentlicht von

Dr. Matthias Michael

Dr. Matthias MIchael green energy marketing and development blog from New York, Boston, Hannover, German and English