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Speicher für die Energiewende


Dass Deutschland für eine Energiewende mit 100% Erneuerbaren in den drei Sektoren Strom, Wärme und Verkehr Speicher benötigt, wird jedem klar sein, der sich mit der Thematik beschäftigt. Dass wir den Speicherausbau zusammen mit dem Ausbau erneuerbarer Energien vorantreiben und dafür gesetzliche Regelungen finden müssen, sicher auch. Welche Speicher das sein können und wie diese in das Netz integriert werden können, soll diese Linksammlung zeigen.
Die Energiewende ist kein Technisches Problem, das wissen inzwischen nicht nur eingeweihte Ingenieure und Wissenschaftler. Das Problem mit Speichern bestand bisher in ihrer Wirtschaftlichkeit. Denn solange es noch nicht genügend sauberen und günstig herstellbaren Überschussstrom gibt und Kohle- und Atomkraftwerke immer zu mindestens 25% am Netz sind, stellt sich die Frage nach einer Speicherung nicht. Es war bisher einfach günstiger den Überschussstrom aus den dreckigen Kraftwerken zu verkaufen und Windräder abzuschalten. Auch die Errichtung und der Betrieb von Pumpspeichern lohnte sich in den letzten Jahren finanziell kaum. https://www.en-former.com/grosse-speicher-kleiner-verdienst/
Das ist das Ergebnis eines Marktmechanismus, welcher nicht optimal auf Erneuerbare eingestellt ist. Dies gilt es zu ändern, wenn wir in Zukunft auf 100% erneuerbare Energie setzen wollen.

Welche Energiespeicher werden nun in Zukunft benötigt? Es gibt zwei Arten von Speichern, die für eine Energiewende wichtig sein werden: Kurz- und Langzeitspeicher. Kurzzeitspeicher speichern Energie (Strom oder Wärme) für Sekundenbruchteile bis zu einen Tag, besitzen einen hohen Speicherwirkungsgrad und weisen hohe Zyklenzahlen auf. Zu ihnen zählen u. a. Schwungmassenspeicher, Kondensatoren, Spulen (als Sekundenspeicher), Akkumulatoren (als Minuten- bis Tagesspeicher) und Pumpspeicher und Druckluftspeicher als (Stunden- bis Tagesspeicher). Auch verschiedene latente und sensible Wärmespeicher können als Minuten- bis Tagesspeicher eingesetzt werden.[2] Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Energiespeicher

Langzeitspeicher können Energie hingegen über Tage bis Monate speichern und besitzen pro Leistungseinheit ein sehr hohes Energiespeichervermögen. Sie weisen eine niedrige Selbstentladung auf und haben meist geringere Speicherwirkungsgrade als Kurzfristspeicher. Zu ihnen zählen Gasspeicher, sensible und latente Wärmespeicher, Fernwärmespeicher, Brenn- und Kraftstoffe sowie manche Pumpspeicher.[2] Quelle: https://de.wikipedia.org/wiki/Energiespeicher


Speicherkonzepte für Strom- und Wärmespeicher - Stromspeicher:


Schwungradspeicher
https://www.youtube.com/watch?v=mRhvpaXszTc
https://www.youtube.com/watch?v=L4nObVB5w9s


Superkondensatoren
https://energyload.eu/stromspeicher/superkondensator/skeleton-finanzierung/
https://energyload.eu/stromspeicher/superkondensator/superkondensatoren-supercaps-2/


Pumpspeicherkraftwerke
Die derzeit gängigste Art, Energie zu speichern.
https://de.wikipedia.org/wiki/Pumpspeicherkraftwerk

Unterwasser-Pumpspeicher-Betonkugeln
https://www.youtube.com/watch?v=AW3-fZ48H5Y
https://www.youtube.com/watch?v=gyulCqtLeeM

Ein ähnliches Konzept: Hydraulische Lageenergiespeicher. (Dr. Pero Micic, 05.08.2020) VIDEO HIER


Druckluftspeicher
https://de.wikipedia.org/wiki/Druckluftspeicherkraftwerk
https://www.youtube.com/watch?v=dlChHc_9bV4


Flüssig-Luft Speicher
https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/energie/erste-grossanlage-speichert-windstrom-in-fluessiger-luft/
https://www.cleanthinking.de/langzeitspeicher-cleantech-startup-baut-sieben-fluessigluft-speicher-in-spanien/
https://www.youtube.com/watch?v=epCV1lNBhbo


Redox Flow Speicher

In Zukunft auch ohne Vanadium durch günstigere Iron Redox Flow (IRF) Speicher. Auch der Ligninspeicher ist ein Redox-Flow ähnliches System.
https://www.euwid-energie.de/im-blickpunkt-redox-flow-speicher-fuer-die-energiewende/
https://energyload.eu/stromspeicher/forschung/fraunhofer-redox-flow/
https://www.youtube.com/watch?v=RXGtxiX2ZM8
https://energyload.eu/stromspeicher/solarstromspeicher/stromspeicher-voltstorage/
https://energyload.eu/stromspeicher/forschung/fraunhofer-redox-flow/
https://energyload.eu/stromspeicher/forschung/akkus-elektrolyt-lignin/
https://energyload.eu/stromspeicher/forschung/organic-flow-batterien-cmblu/

https://www.en-former.com/china-baut-die-weltweit-groesste-batterie-ohne-lithium/


Flüssigmetall-Akkus

AMBRI

https://www.moneycontrol.com/news/business/ril-rnsel-mukesh-ambani-ambri-renewable-energy-storage-7314091.html

https://www.youtube.com/watch?v=ZRyo0Nr7CrY


Lithiumspeicher

https://www.ingenieur.de/technik/fachbereiche/energie/batterie-die-groessten-energiespeicher-der-welt/

https://de.wikipedia.org/wiki/Liste_von_Batterie-Speicherkraftwerken

Diese sind durch LiFePo4-Technik und Feststoffakkus brandsicher. Auch Speicher aus alten Autoakkus können verwendet werden.
https://energyload.eu/stromspeicher/grossspeicher-batterieparks/tesla-stromspeicher-texas/
https://t3n.de/news/australien-groesstee-akku-leistung-1354325/
https://intilion.com/lastspitzenausgleich-eines-industriebetriebes/
https://www.electrive.net/2018/07/02/amsterdam-arena-versorgt-sich-mit-3-mw-speicher/


Lithium-Titanat Speicher
Diese bieten eine sehr hohe Zyklenfestigkeit und Sicherheit.
https://energyload.eu/stromspeicher/solarstromspeicher/stromspeicher-bluesky-energy/


Salzwasserspeicher
https://energyload.eu/stromspeicher/salzwasserbatterien-salzwasserakkus/salzwasserbatterie/

Vehicle to Grid (VtG) und Vehicle to home (VtH)
Elektroautos können, an das Stromnetz angeschlossen, einen riesigen Speicher bilden. Wenn man annimmt, dass 90 % aller Autos in Deutschland auf elektrisch fahren würden, könnten diese 83 GW Ausgleichsenergie bereitstellen, was höher ist als die gesamte deutsche Spitzenlast. Voraussetzung für VtG oder VtH sind Akkus der neuesten Generation (LiFePo, Li-Ti-Fe) die 10-20.000 Ladezyklen halten.
https://de.wikipedia.org/wiki/Vehicle_to_Grid
https://www.virta.global/de/vehicle-to-grid-v2g


Wärmespeicher


Sandspeicher
https://polarnightenergy.fi/technology


Basaltspeicher
https://areosenergie.com/ae/ge/
https://www.perspektiven-planen.jetzt/beitrag/patentierter-langzeit-waermespeicher/?fbclid=IwAR2zLK3T-3uHAyEl8Rva4UkxYcFIQOtkxubgztWZHmkGQcoI9GE1MoF0-6E


Betonspeicher für Gebäude
https://www.euwid-energie.de/my-pv-betonfundamente-als-waermespeicher-fuer-solarstrom-in-betriebsgebaeuden/


Wasserstoffspeicherung für das Eigenheim. Picea
https://www.homepowersolutions.de/

Flexibilisierte Biogasanlagen die nicht in der Grundlastversorgung genutzt werden
https://www.youtube.com/watch?v=evjD-h1r7Qk&t=172s


Eisspeicher
https://www.youtube.com/watch?v=A4tuJvYFKw4&t=4s
https://energyload.eu/stromspeicher/solar-eisspeicher/eisspeicher-nuernberg/
https://www.youtube.com/watch?v=ZTq3JGCtJEc


Strom-Wärme-Strom Speicher

Sogenannte Carnot Batterien können Strom in Form thermischer Energie speichern. Während des Ladevorgangs wird Strom in Wärme umgewandelt und im Wärmespeicher gespeichert, bei der Entladung wird die gespeicherte Wärme wieder in Elektrizität umgewandelt.
https://www.euwid-energie.de/eew-kooperiert-mit-carbon-clean-bei-stromspeicherung/
https://de.wikipedia.org/wiki/Carnot-Batterie


Strom-Wärme Speicher mit Vulkangestein

Auch dieser Speicher ist für eine Kraft-Wärme-Kopplung nutzbar. Mit dieser Technik könnte man z.B. alte Kohlekraftwerke weiterbetreiben und statt Kohle zu verbrennen, den Dampf durch Erneuerbare Energien erzeugen.
https://www.golem.de/news/energiespeicher-heisse-steine-sind-effizienter-als-brennstoffzellen-1906-142012.html
https://www.siemensgamesa.com/products-and-services/hybrid-and-storage/thermal-energy-storage-with-etes


Forschung an Strom-Wärme-Strom Speichern der neuesten Generation

Diese Technologien können dazu genutzt werden, Wärmenetze mit erneuerbarem Strom zu versorgen und damit fossile Energieträger zu ersetzen. In der Industrie wiederum können sie Hochtemperatur-Prozesswärme liefern, wie sie in der Chemie- und Baustoffindustrie oder bei der Metallverarbeitung benötigt wird.
https://www.iwr.de/news/kit-dlr-und-ksb-forschen-an-thermischen-grossspeichern-der-naechsten-generation-news37372


Power to Gas (PtG)

Methan mit Hilfe von Wasserstoff und Co2 herstellen
https://de.wikipedia.org/wiki/Power-to-Gas
https://www.euwid-energie.de/dossier-power-to-gas-fuer-die-energiewende/


Power to X (PtX) - Synfuels aus Wasserstoff und Co2
Auch synthetische Kraftstoffe können Energie speichern. Diese eignen sich jedoch höchstens für den Einsatz in Schiffen oder Flugzeugen. Für Schiffe wäre es effizienter, Wasserstoff in Form von Ammoniak zu speichern und zu nutzen.


Weiterführende Informationen und Videos zum Thema

https://de.wikipedia.org/wiki/Energiespeicher

https://www.ikz.de/detail/news/detail/saisonale-waermespeicher/


Dezentrale Speicher für die Energiewende mit Prof. Quaschning
https://www.youtube.com/watch?v=tR95eD2ZuAU&t=8s


Speicher für die Energiewende mit Prof. Quaschning
https://www.youtube.com/watch?v=CE-6jsWCATk&t=1s

Energiespeicher Vorlesung Prof. Krauter - Teil 1
https://www.youtube.com/watch?v=dBZkNTFjHTk
Teil 2
https://www.youtube.com/watch?v=Bn9xtKCANvo
Teil 3
https://www.youtube.com/watch?v=QZuq8a9N_Gc

Weitere Vorlesung zum Thema
https://www.youtube.com/watch?v=ftsWOlIyspo


Energiespeicher und ihre Bedeutung für die Sektorenkopplung
https://www.youtube.com/watch?v=dyW4le3h6OU


5 Energiespeicher für die Zukunft der Energiewende
https://www.youtube.com/watch?v=evjD-h1r7Qk&t=1s


Energiespeicher für die Energiewende

Mit Prof. Volker Quaschning & Zeyad Abul Ella
https://www.youtube.com/watch?v=ApYSH4AsvAA


Leistung auf Abruf: Energiespeicher für Wärme und elektrische Energie - 5 Teile
https://www.youtube.com/watch?v=_H5-mtMgTBw
https://www.youtube.com/watch?v=xC8oyngUDzM
https://www.youtube.com/watch?v=4__ap1p5l8c
https://www.youtube.com/watch?v=uTfNnae0bAw
https://www.youtube.com/watch?v=Cy6nChe2vDc


Deutschland braucht Energiespeicher: Laut Experte sei Wasserstoff nicht geeignet
https://efahrer.chip.de/news/deutschland-braucht-energiespeicher-laut-experte-sei-wasserstoff-nicht-geeignet_104917