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Dezentrale Stromspeicher – wichtige Technologie der Energiewende

In dieser Woche veröffentlicht CleanThinking.de täglich einen Beitrag zum Thema Energiespeicher. Den Anfang machen Dezentrale Speicher-Technologien auf Basis der Schwerkraft. Der Autor der Serie „Neue Technologien für dezentrale Stromspeicher“ ist Christian Wiesner, Vertriebsleiter der ROTOKINETIK UG, aus Hamburg.

In der aktuellen Studie der DENA, der Deutschen Energieagentur, zum notwendigen Ausbau der Deutschen Verteilnetze bis 2030, taucht ein neuer Begriff auf : Der „dezentrale Stromspeicher“. Dieser unterscheidet sich von den bekannten Pumpspeicherwerken im wesentlichen dadurch, dass er direkt oder nahe bei bei den Verbrauchern, also am sogenannten „Point-Of-Consumption“ (POC) installiert ist. Pumpspeicherwerke dagegen benötigen spezielle geologische Formationen, und diese finden sich meist eher nicht in der Nähe von Ballungsgebieten oder Industriezentren.

Nach Aussage der DENA sind diese dezentralen Stromspeicher sowohl Segen als auch Fluch, sie können helfen den notwendigen Ausbau der Verteilnetze um viele Milliarden Euro günstiger zu gestalten, von Einsparungen in Höhe von bis zu 20 Prozent der berechneten 27,5 bis 42,5 Milliarden Euro ist in der Studie die Rede. Das freilich nur wenn die Speicher netzentlastend betrieben werden, auch das Gegenteil ist aber möglich, und die DENA sieht darin dann ein potentielle Gefahr für die Netze

Für uns sollte das Grund genug sein uns diese dezentralen Stromspeicher näher anzusehen. Das bedeutet im Speziellen: Welche neuen Technologien stehen dafür zur Verfügung? Der klassische dezentrale Stromspeicher ist natürlich die Batterie, heute gerne und oft in der Form von Li-Ionen-Batterien. Im zweiten Teil dieser Artikelreihe werden wir daher auf einige neue, exotische Batterietypen eingehen. Hier im ersten Teil wollen wir uns aber auf die Schwerkraft konzentrieren, und über neue Speichertechnologien berichten die auf ihr basieren.

Gravity Power – GPM Module

Das US-Unternehmen Gravity Power LLC, in Deutschland repräsentiert von der Gravity Power GmbH mit Geschäftsführer Horatio John von Freyend, hat zweifelsfrei eine der interessantesten neuen Technologien für dezentrale Stromspeicher vorgestellt. Ein sehr großer und schwerer Kolben – mittels spezieller Sägen direkt aus dem Fels geschnitten – wird dabei über Wasserdruck in einem unterirdischen Stollen nach oben gepumpt. Dafür wird Energie benötigt, die dann aber in der potenziellen Energie des schweren Kolbens gespeichert ist. Wird der Kolben wieder abgelassen, so treibt der entstehende Wasserdruck eine Turbine an, und diese produziert Strom.

Das Konzept erinnert sehr stark an den bekannten Lageenergiespeicher des Prof. Dr. Eduard Heindl, jedoch wird der Kolben nicht aus dem Erdreich angehoben, sondern arbeitet in einem unterirdischen Schacht. Der Flächenverbrauch kann so recht niedrig gehalten werden, und es sollte wohl auch einfacher sein dafür geeignete geologische Voraussetzungen zu finden, auch nahe bei den Verbrauchern. Gravity Power sehen den Hauptzweck der eigenen GPM-Einheiten als Tagesspeicher, also das Einspeichern von Strom in der Nacht, und der Verkauf der Energie während der Tagesspitzen. Daher sind die die geplanten Speicher-Kapazitäten auch deutlich niedriger, mit den ersten Einheiten peilt man 100 bis 200 Megawattstunden je Röhre an.

Mit dem Tunnelbauer Babendererde, ANDRITZ Hydro und Hochtief haben die Amerikaner jedenfalls kompetente Partner mit an Bord, man kann gespannt sein wo und wann die erste Einheit errichtet werden wird. Dr. Heindl wird es jedenfalls mit Fassung tragen, es ist sogar anzunehmen, dass einige der geplanten Verfahren bei beiden Technologien zum Einsatz kommen könnten. So könnte der Lageenergie-Speicher, der mit 1,6 Terrawattstunden Energiekapazität ja die Antwort auf den dringenden Bedarf nach Groß-Speichern und Saisonal-Speichern sein soll, am Ende vielleicht sogar noch von den Erfahrungen mit den GPM-Modulen profitieren.

Energy Cache

Das US-Unternehmen Energy Cache ist eines von mindestens drei Unternehmen, die etwas gemeinsam haben: Sie entwickeln Stromspeicher, und werden von Bill Gates, Inhaber von Microsoft und einer der reichsten Menschen der Erde, finanziert. Im Falle von Energy Cache denkt man zunächst an einen schlechten Witz, bis man sich auf deren Homepage das Video der Demo-Anlage angesehen hat: Über eine Seilbahn wird Kies in kleinen Gondeln einen Berg hinauf transportiert, natürlich unter Aufbietung von elektrischem Strom. So wird Energie in der potentiellen Energie der angehäuften Kieshaufen gespeichert.

Wird diese wieder benötigt, so lädt man den Kies wieder in die Gondeln, und der schwere Kies treibt die Seilbahn den Berg hinunter. Dabei wird elektrische Energie produziert. Obwohl an sich eine pfiffige Idee, stellt sich die Frage, ob das wirklich so viel platzsparender und effizienter sein soll als ein Pumpspeicherwerk? Und einen dafür geeigneten Hang gibt es sicher auch nicht überall in unserem Land, leider macht Energy Cache auch keine Angaben zu Kosten. Es ist in jedem Fall wert erwähnt, und auch weiter beobachtet zu werden.

Hubspeicher / RauEE

Mit den Ideen von Dipl. Phys. Werner Rau zu seinen sogenannten Hubspeichern soll der ersten Teil der Vorstellung von dezentralen Speichern schließen. Er schlägt vor, große Gewichte über eine Hub-Vorrichtung auf ein höher gelegenes Niveau zu bewegen, und dort über eine Rollenbahn in ein Lager zu bewegen. Wird die so gespeicherte potenzielle Energie wieder benötigt, holt man die Gewichte wieder aus dem Lager und lässt sie über die Vorrichtung nach unten gleiten.

Der Antriebsmotor wird dann zum Generator, und gibt die gespeicherte Energie als elektrischen Strom wieder aus. Das ist technisch ohne jeden Zweifel machbar und wird weniger Platz verbrauchen als ein Pumpspeicherwerk. Jedoch ergibt die Kostenbetrachtung von RauEE, mit circa 2.000 Euro je Kilowatt und rund 400 Eurp pro Kilowattstunde leider doch ziemlich hohe mögliche Kosten für solche Einheiten, zumindest bei kleineren Bauformen.

Im zweiten Teil der Wochenserie beschäftigt sich Christian Wiesner morgen mit unterschiedlichen, neuartigen Batterie-Technologien.