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Energiespeicher werden nötig

Energiespeicherwerdennötig

Fossile Energien sind Energiespeicher, die sich über Jahrmillionen aufgebaut haben, jetzt aber innerhalb 100 Jahren ausgebeutet werden. Erneuerbare Energien brauchen Energiespeicher, die maximal 1 Jahr Energie speichern. Es gibt verschiedene Arten der Energiespeicher(*). Potentielle Speicher wie Druckluft- oder Pumpwasserspeicher stehen chemischen Speichern, wie Redox-Flow-Batterien oder Lithiumbatterien gegenüber.

 Die Möglichkeiten sind vielfältig, sie alle ausführlich zu beschreiben, sprengt den Rahmen dieses Artikels. Trotzdem seien Pumpspeicherwerke herausgegriffen. Sie speichern max. für 8 h Energie und können 100 – 1000 MW erzeugen(*).

Die Leistung ist groß, allerdings ist die Energiespeicherdauer nur gering, eine Windflaute im Winter von einigen Wochen ist damit nicht zu überwinden.


Energiespeicher: Windgas - EE-Gas

Nicht selten kommt es vor, dass der Wind so stark bläst, dass er nicht abgenommen werden kann. Allein in Schleswig-Holstein wurden deshalb 2010 ca. 100 MWh abgeregelt, Tendenz steigend und dies mit volkswirtschaftlichen Einbußen.

Seit diesem Jahr wird mit Hilfe von Hybridkraftwerken dieser Strom genutzt. Dazu wird mittels Hydrolyse Wasserstoff erzeugt und ins Erdgasnetz gespeichert. Maximal können 5% Wasserstoff dem Erdgas beigemischt werden. Etliche Firmen bieten dieses EE-Gas zum Verkauf an und es ist somit eine sinnvolle Alternative zu den üblichen Biogas-Angeboten aus Maismonokulturen. Die größte Anlage hat derzeit eine Leistung von 500 kW bei einem Wirkungsgrad von 75%.(*)

Einen Schritt weiter geht Dr.-Ing. Michael Sterner mit der Methansynthese. Er ist am Fraunhofer-Institut, IWES, der Leiter für Windenergie und Energiesystemtechnik, und hat an der FH Regensburg einen Lehrauftrag. Bei der entwickelten Methode wird CO2 direkt zu Methan verwandelt. Dies hat den Vorteil, dass CO2  nicht als Schadstoff, sondern als Rohstoff gesehen wird. Er kann aus Verbrennungsprozessen stammen, aber auch aus CO2-Quellen wie Brauereien, Zementfabriken oder einfach aus der Atmosphäre. (*)

Der große Vorteil ist die Speicherung im gut ausgebauten und vorhandenen Erdgasnetz. Die Speicherdauer kann mehrere Monate betragen und hat ein Speichervolumen von bis zu 500 TWh, alle Pumpspeicherwerke zusammen in Deutschland haben dagegen eine Kapazität von nur 0,04 TWh.

Eine Komponente fehlt aber immer noch zu einer wirklichen Energiewende  flexible, dezentrale hocheffiziente Erdgas-Kraftwärme-Anlagen. Vereinzelt wird hier diese Technik verwendet, dabei steht in jedem Haus eine Heizung und es wird dort auch Strom gebraucht.

Die Zukunft liegt also nicht in großen, noch zu bauenden Gaskraftwerken, wie z.B. Irsching, sondern in den Kellern der Mietshäuser, beispielsweise der Stadtbau AG, der großen Fabriken, Einkaufszentren, Fitnessstudios u.a. von Regensburg. Überall, wo Wärme gebraucht wird, kann und muss auch Strom produziert werden.

Durch den technischen Fortschritt konnte der Wirkungsgrad von BHKWs gesteigert werden. Wurden früher einfache Ottomotoren verwendet, werden jetzt Zündstrahlmotoren mit Abgasturbogeneratoren eingesetzt, die den Wirkungsgrad von 36% auf 43% bis 46% erhöhten.

Mit dieser Technologie, betrieben mit EE-Gas, kann sich auch eine Stadt wie Regensburg mit viel Industrie mit Strom und Wärme versorgen. Ein Musterbeispiel für diese Technik  wurde bereits in einem großen Wohngebiet im Bereich des Hochwegs.

Immer wieder hört man in den Medien, dass ein Engpass für den Ausbau das Stromnetz sei. Neue Trassen werden gefordert! Bevor man jedoch teure neue Trassen plant, sollten die vorhandenen Netze modernisiert werden. Mit sogenannten Hochtemperaturstromseilen.

Sie sind schon in Europa im Einsatz, vor allem aber in der USA und Japan. In Deutschland gibt es nur eine Versuchsstrecke bei Ulm. Mit diesem Kabeltyp können statt der üblichen 200 Amper bis zu 700 Amper pro Strang transportiert werden. Möglich ist dies, weil sie auf Grund hochthermische Aluminiumlegierungen eine geringere Ausdehnung besitzen. Durch diese Technologie ist es möglich, Engpässe im Stromnetz schnell und ohne aufwendige Genehmigungsverfahren durch einfaches Austauschen der Kabel zu beseitigen(*).

Die Nutzung sonstiger Energieverteilsystemen z.B. der Bahn AG und deren Trassen ist zu untersuchen. 

Stromnetze - ein Problem ?

DasStromnetzsollindiesemJahrunsicherergewordensein.TeilederIndustriebeklagensich,dasssichdieMikroausfälle,dieMenschennichtwahrnehmen,häufen.EineSitzungdeslandesweitenArbeitskreisesEnergienahmsichimSeptemberdes Themas „Netzsicherheit“an.

Netzspitzentreten oft zurvollenStundeauf,daanderStrombörseStundenpaketegehandeltwerden.SokannsicheingroßerAbnehmerum12Uhrentscheiden,WindstromausdemNordenzukaufenundab13UhrStromausösterreichischenWasserkraftwerken.DiesverursachtselbstverständlichNetzschwankungen,die durch diesen Handel und eben nichtdurchdieErneuerbarenverursacht wurden.

ModerneWindparkshabeneineEinspeisungmiteinerausgeklügeltenSoftware,dieaktivdieNetzstabilitätunterstützt.

AuchPV-AnlagenmitihrenmodernenWechselrichternbesitzendieFähigkeitschnellStromschwankungenauszugleichen,siekönnenimMillisekunden-undSekundenbereichNetzdienstleistungenanbieten,durchEinspeisungenvonBlindleistungoderAnpassungderLeistungseinspeisung.(*)

Energiewende und die Folgekosten

Viel wird von den hohen Kosten gesprochen, die für eine Energiewende aufgewendet werden müssen, sie sind aber nichts gegen die hohen Kosten, die jetzt Japan aufwenden muss, um die Folgen der radioaktiven Belastung zu bewältigen. Was ist der geldwerte Ausgleich, wenn man an die viele Missbildungen bei Neugeburten, Krebskranken- und Toten denkt, die in den nächsten Jahren auf die Japanische Gesellschaft zukommen werden. Laut einem WDR-Bericht werden die 50 „Helden“ von Fukushima, [„Wegwerfarbeiter“, eigentlich Obdachlose, Gastarbeiter oder Schuldner der japanischen Mafia], die gezwungener Maßen am Anfang in der Strahlenhölle erste Aufräumarbeiten durchführten, einen grausamen Strahlentod sterben. Es bleibt zu hoffen, dass die Menschheit von dieser Katastrophe lernen wird.

Unvorstellbar, und doch geschehen / Folgen von Fukushima

Ein Albtraum, den niemand für möglich gehalten hat, nahm am 11. März 2011 um 14.47 (Ortszeit) seinen Lauf. Das Tōhoku-Erdbeben erschütterte Japan, verursachte einen riesigen Tsunami und in Folge beider Naturgewalten kam es zu 3 Kernschmelzen im Atomkraftkomplex Fukushima. Etliche Wochen wurde von nichts anderem mehr gesprochen.

Überall in Deutschland, auch in Regensburg und anderen bayerischen Städten , kam es zu Anti-Atom-Demonstrationen.

Mehrere 100.000 Menschen gingen auf die Straße, um ihren Unmut kundzutun. Auch ohne diese Katastrophe wären wegen des beschlossenen Atomwiedereinstiegs viele Leute auf die Straße gegangen, jetzt gab es keinen Halt für sie.

Die Politik beschloss, in Folge des starken Drucks von der Straße, dass die sieben ältesten deutschen Atomkraftwerke und das Atomkraftwerk Krümmel sofort stillzulegen sind, und dass alle übrigen deutschen Atomkraftwerke bis 2022 stillgelegt werden.

In Regensburg gründete sich bald die BufA, das Bündnis für Atomausstieg und erneuerbare Energien Regensburg (www.Buefa-Regensburg.de), in dem sich Bürger aus Regensburg zusammenschlossen und überlegten, was zu tun ist.

Schnell wurde die Frage gestellt, woher wird der Strom kommen, wenn alle Atomkraftwerke in Deutschland stillgelegt werden?

 Die Abschaltungen würden nur den enormen Stromexportüberschuss von ca. 20 TWh Strom in den Jahren 2006-2010 auf 4 TWh verringern (*). Dieser Stromexport brachte den großen Versorgern gute Gewinne, der Bevölkerung aber hohe Folgekosten, wie z.B. die Atommüllendlagerung oder Kohlesubventionen aufgebürdet.

Schaut man sich den Stromaustausch mit den Nachbarstaaten im Einzelnen an, fällt sofort auf, dass Frankreich nach Deutschland ca. 17 TWh exportiert. Dazu muss man allerdings wissen, dass Frankreich deutsche Netze benutzt, um Italien über Österreich und die Schweiz mit Strom zu versorgt.

Die Strommenge der regenerativen Energien stieg von 2009 auf 2010 um 17,5 TWh auf 121,8 TWh. Erstmals überholte die Photovoltaik (19,5 TWh) die Wasserkraft (19,0 TWh). Und das in einem Land, in dem es mehr regnet, als die Sonne scheinen soll. Wind stieg um 23 % auf 46,5 TWh(*) Insgesamt machen die Erneuerbaren schon 20% der Stromproduktion aus, ein Wert, den die Bundesregierung 2009 eigentlich erst für 2020 vorhergesehen hatte.

Wo liegen die Strom / Energiequellen in Regensburg ?

Ein weiteres Windkraftwerk, wie am Mühlberg, wird es in Regensburg nicht mehr geben, da es auf Grund von Abstandsflächen keinen geeigneten Standort gibt. Die WKA auf dem Mühlberg wird das einzige auf Regensburger Stadtgebiet bleiben. Trotz allem liegt in der Windkraft ein großes Potential für die Oberpfalz und Bayern.

Die größte regenerative Energiequelle ist im urbanen Regensburger Raum die Photovoltaik. 2010 wurden im Netzgebiet der REWAG 22,1 Mio. kWh Sonnenstrom erzeugt. DER Stromerzeuger in Regensburg ist der umweltfreundliche Bürger. Und das Potential in Regensburg ist bei weitem noch nicht ausgeschöpft. 2400 Anlagen stehen mehr als 40.000 Gebäuden entgegen.

Eine weitere Energiequelle ist der biologisch abbaubare Müll der Regensburger. Wertvoller Rohstoff wird im Schwandorfer Müllkraftwerk nass und damit ineffizient verheizt, anstatt ihn in einer modernen Vergärungsanlage in Strom und Wärme zu verwandeln. Ein gutes Beispiel hierfür sind die Aschaffenburger Stadtwerke, die seit Mai 2011 in einer modernen Anlage aus 15.000 Tonnen Biomüll 3,0 Mio. kWh Strom und 3,5 Mio. kWh Wärme erzeugen.(*) Die Rückstände sind dabei keine Asche, sondern wertvolles Substrat.