Energiespeicher dienen der Speicherung von überschüssiger Energie zur späteren Nutzung. Im Bedarfsfalle wird die Energie zurückgewandelt. Ein Beispiel ist die Wandlung chemischer Energie (Brennstoff) in thermische Energie (Wärme) und weiter zur Elektrizität. Sowohl bei der Speicherung als auch bei der Energieumwandlung treten immer – meist thermische – Verluste auf. (Quelle Wikipedia)
Power to x ist der Überbegriff für die Wandlung von regenerativer elektrischer Energie in eine speicher- und transportierfähige Form wie ein Gas oder eine Flüssigkeit.
Weitere Informationen finden Sie hier:
Textbeitrag und Fernsehsendung des ARD zu Speichern für regenerative Energien
Die Energiewende wird nicht an Stromspeichern scheitern, ein Bericht des Deutschen Instituts für Wirtschaft in Berlin (DIW)
4.1 Power_to_Gas
Power to Gas ist ein Verfahren bei dem aus Wasser mit elektrischem Strom durch Elektrolyse Wasserstoff und Sauerstoff produziert wird.
Das Wasserstoffgas kann mit sehr geringen Verlusten beliebig lange gespeichert und in bestehenden Gasleitungsnetzen für Wasserstoff transportiert werden. Bis zu 5% Volumenprozent Wasserstoffgas kann dem Erdgas auch direkt zugemischt werden und mit dem bestehenden Erdgasnetz transportiert und verteilt werden.
Wasserstoff H2 kann mit Kohlenmonoxid CO oder Kohlendioxid CO2 mit einem technischen Verfahren oder einem biologischen Verfahren in Methangas CH4 umgewandelt werden (Methanisierung). Methangas ist der Hauptbestandteil von Erdgas. Deshalb kann das mit grünem Wasserstoff produzierte Methangas in dem bestehenden Erdgasnetz transportiert und verteilt werden.
Das Speichervolumen der deutschen Erdgasspeicher beträgt ca. 200 TWh und deckt den Energiebedarf von mehreren Monaten. Das Speichervolumen für elektrische Energie in deutschen Pumpspeicherkraftwerken beträgt ca. 0,4 TWh. Damit ist das Speichervolumen für Erdgas etwa fünfhundert (500) mal größer als das Speichervolumen für elektrische Energie. (Quelle: Wikipedia)
Stadtgas enthielt früher einen hohen Anteil an Wasserstoff – bis zu 50 %.
Methanisierung: Verfahren zur Produktion von Methan aus Wasserstoff, Kohlenmonoxid und Kohlendioxid.
Projekte:
Wind2Gas: Projekt in Brunsbüttel
4.2 LOHC-Technik
LOHC ist ein flüssiger organischer Wasserstoffträger. Die englische Bezeichnung LOHC steht für liquid organic hydrogen carriers. LOHC ist eine ungiftige, nicht brennbare Flüssigkeit, die Wasserstoff durch eine chemische Reaktion speichern und wieder abgeben kann. Dieser Prozess läuft in einem Kreislauf:
LOHC Kreislauf, [Quelle Hydrogenious.net]
- LOHC wird mit Wasserstoff beladen. Dabei wird Prozesswärme frei, die in anderen Bereichen genutzt werden kann.
- Das aufgeladene LOHC wird eingelagert, transportiert und verteilt.
- Die Verbraucher nutzen das ausgeladene LOHC zur Energieerzeugung. Dabei muß Energie zugeführt werden.
- Die verbrauchte LOHC-Flüssigkeit wird gesammelt und zum Aufladen zurück transportiert.
Weitere Informationen finden Sie hier:
LOHC-Projekte
Aus dem Labor auf die Schiene Wasserstoffzüge mit LOHC-Technologie
H2-INDUSTRIES: Umweltfreundliche Energiespeichersysteme
Yachtprojekt-mit-innovativer-wasserstoff-energiespeicherloesung
LOHC-Technik soll Binnenschiffe in Europa sauber machen
4.3 Batterien und Akkumulatoren
Umgangssprachlich bezeichnen wir heute Akkumulatoren häufig auch als Batterien – selbst im Gesetz für Elektromobilität EmoG hat man da nicht so genau aufgepasst.
Batterien sind so genannte Primärzellen, die nicht aufladbar sind.
Im Gegensatz dazu sind Akkumulatoren (Akkus) aufladbare Energiespeicher, so genannte Sekundärzellen. Akkumulatoren wandeln beim Aufladen elektrische Energie in chemische Energie um. Beim Entladen einer Batterie bzw. eines Akkus wird chemische Energie in elektrische Energie umgewandelt.
Wir meinen hier deshalb mit Batterien immer auch Akkus, die elektrische Energie speichern und wieder abgeben können.
Für die Herstellung von Akkumulatoren werden seltene Rohstoffe und viel Energie benötigt. Insbesondere die Gewinnung der Rohstoffe aber auch die Produktion der Akkumulatoren erfolgt unter sozial- und umweltpolitisch bedenklichen Umständen. Die Entsorgung von Batterien und Akkumulatoren ist ebenfalls nicht ohne Probleme.
Akkumulatoren sind als Traktionsbatterie für die Elektromobilität von sehr großer Bedeutung.
Bei der Speicherung von Strom haben Akkumulatoren heute noch eine untergeordnete Bedeutung. Stationäre Anlagen werden als Batteriespeicherwerk bezeichnet.
Batteriespeicherwerk Braderup [Quelle: Bosch]
Mit einer zunehmenden Anzahl von an Ladesäulen stehenden batteriebetriebenen Elektrofahrzeugen können die Traktionsbatterien von intelligenten Stromnetzen auch entladen werden, um Stromspitzen abzudecken.
Fahrzeugbatterien werden getauscht, wenn sie nicht mehr eine ausreichende Leistung für den Fahrbetrieb bringen. Die Batterie ist dann noch nicht defekt und kann für den Aufbau von stationären Speichereinheiten in Haushalten oder in einem Batteriespeicherwerk verwendet werden.
Durch die Nutzung der in Fahrzeuge eingebauten Batterien und der in Speichern zusammenfassten Tauschbatterien kann ein beträchtliches Speichervolumen für elektrische Energie geschaffen werden.