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HANNOVER MESSE 2018, 23. - 27. April
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Integrated Energy

Weiterentwicklung kostengünstiger und effizienter Speichertechniken

Speichertechnologien spielen eine zentrale Rolle beim Umbau der Energiesysteme.

03.02.2016
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Speichertechnologien spielen eine zentrale Rolle beim Umbau der Energiesysteme. Je mehr volatile erneuerbare Energien erzeugt werden, desto mehr Speicher braucht es. Daher arbeiten Forscher und Ingenieure rund um den Globus fieberhaft an der Weiterentwicklung möglichst kostengünstiger und effizienter Speichertechniken. Das Innovationstempo ist hoch, die technischen Fortschritte atemberaubend. Dabei variieren je nach Standort und sektoralen Aufgaben (Strom, Wärme, Mobilität) die jeweils favorisierten Technologien.

Welche enorme Dynamik in der schnell wachsenden Speicher-Branche steckt, präsentieren mehr als 300 Unternehmen auf der Energy im Rahmen der HANNOVER MESSE. Auf der weltweit größten Messe für integrierte Energiesysteme und Mobilität steht die Speicherung von erneuerbaren Energien im besonderen Fokus. Eine Möglichkeit ist die Umwandlung von Windstrom in Wasserstoff respektive zu Methan. So engagieren sich in diesem Segment beispielsweise der Autohersteller Audi im niedersächsischen Werlte, die Enertrag AG im brandenburgischen Dauerthal, Siemens in Mainz, E.on in Hamburg-Reitbrook und die GP Joule in Nordfriesland.

"Wir haben das Konzept eines Stromlückenfüllers, bei dem überschüssiger erneuerbarer Strom mit eigenentwickelten PEM-Elektrolyse-Stacks in Wasserstoff gewandelt und zwischengespeichert wird", erklärt Ove Petersen, Chef von GP Joule, "bei Bedarf kann dieses Gas in der Stromlücke in einem Blockheizkraftwerk, beispielsweise einer Biogasanlage, wieder rückverstromt werden. Der Vorteil bei einer Biogasanlage liegt darin, dass die Abwärme aus der Wasserstoffproduktion mitgenutzt werden kann und sich somit ein sehr hoher Gesamtwirkungsgrad von über 95 Prozent ergeben kann."

Während mittelständische Unternehmen wie GP Joule vorrangig einen dezentralen kleinteiligeren Ansatz praktizieren, orientieren sich E.on und Siemens bei ihren Aktivitäten im Leistungsbereich von einem Megawatt und mehr. So hat das bislang größte am Markt verfügbare PEM-Elektrolyse-System Silyzer der Siemens AG unlängst den German Renewables Award 2015 in der Kategorie "Produktinnovation des Jahres" gewonnen. Dieser Elektrolyseur besteht aus mindestens einem Zellstapel mit 1,25 MW, ist modular und kann zu einem Elektrolyse-Verbund von 20 MW und mehr kombiniert werden. Mit einer Betriebsdauer von mehr als 80 000 Stunden ist der Silyzer eines der ersten industriell einsetzbaren PEM-Systeme. "Wenn die Reduktionsziele an Treibhausgasen nicht nur Lippenbekenntnisse sind, müssen Politik, Gesellschaft, Industrie und Energiewirtschaft konsequent auf regenerative Energien setzen. Die elektrolytische Umwandlung von Energie in Wasserstoff stellt dabei eine großartige Möglichkeit dar, 'grünen Strom' großtechnisch speicherbar zu machen, eine CO2-freie Mobilität zu schaffen sowie den CO2-Emitter Erdgas teilweise zu substituieren", berichtet das Team Hydrogen Solutions der Siemens AG.

Auch E.on setzt auf Elektrolyse im großen Maßstab. Im Herbst 2015 nahm die E.on-Tochter HanseWerk bei Hamburg eine große Elektrolyseur-Anlage in Betrieb, die Strom aus erneuerbaren Energien in Wasserstoff umwandelt und diesen dann ins Erdgasnetz einspeist. Dort kann er optional für die Wärmeproduktion, als Antriebsstoff für Autos und Busse oder für stoffliche Zwecke in der Industrie eingesetzt werden. Der Wirkungsgrad für die Umwandlung von Strom in Wasserstoff liegt nach Angaben von E.on bei 72 Prozent. "Wir sind noch in der Anlaufphase. Ich rechne damit, dass der Wert noch etwas steigt", sagt Projektleiter René Schoof von der E.on Gas Storage GmbH.

Die gemeinsame Herausforderung aller Speicher-Varianten liegt darin, die Kosten weiter zu senken, um wirtschaftlich zu sein. Um dies zu erreichen, wird es wichtig sein, die Vorteile eines Zusammenwachsens der Sektoren Mobilität, Wärme, Strom und sogar Industrie frühzeitig zu nutzen. Dafür müssen allerdings die Energiespeicher der Zukunft, ob nun Elektrolyseure oder elektrochemische Speicher wie sie beispielweise von der Saft S.A. produziert werden, barrierefrei am Regelenergiemarkt partizipieren können.

Dass die Speicherthematik seitens der Politik eine hohe Priorität genießt, wird auch am Förderprogramm "Schaufenster intelligente Energie – Digitale Agenda für die Energiewende" (SINTEG) deutlich. Das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi) stellt 230 Millionen Euro bereit, um in fünf Modellregionen neue Ansätze für einen sicheren Netzbetrieb bei hohen Anteilen fluktuierender Stromerzeugung aus Wind, Biogas und Sonnenenergie zu entwickeln.

Wie das Energiesystem der Zukunft funktioniert, präsentieren mehr als 1 300 Aussteller auf der Energy. Im Mittelpunkt steht in diesem Jahr die "Integrated Energy Plaza". Dort erlebt der Besucher unterschiedliche Energietechnologien im Zusammenspiel und sieht, wie eine sichere und wettbewerbsfähige Energieversorgung künftig aussehen kann. Von der Energieerzeugung über die Speicherung bis hin zur Übertragung und Verteilung werden vernetzte Systemlösungen präsentiert, die auch innovative Mobilitätslösungen beinhalten.

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