es gibt doch Pumpspeicherwerke ?
Die Möglichkeit der Zwischenspeicherung ist tatsächlich ein Knackpunkt für die effektive Nutzung der Windenergie. Nur wenn Zwischenspeicher mit genügender Kapazität zur Verfügung stehen, können die Windschwankungen und -flauten gepuffert werden und die Windenergie kann zur Grundlast beitragen. Nur dann können herkömmliche Kraftwerke wie Kohle-und Atomkraftwerke tatsächlich durch Windkraftanlagen ersetzt werden, womit auch die potentielle Reduktion der CO2-Emission durch die WKA wirksam wird.
Wollte man den mittleren Verbrauch elektrischer Energie in Deutschland (ca. 1,7 TWh pro Tag) durch Zwischenspeicherung eine Woche lang vorhalten, benötigte man eine Speicherkapazität von ca. 12 TWh bei einer Abgabeleistung von ca. 65 GW. Leider ist es so, dass solche Speicher nicht existieren und voraussichtlich trotz intensiver Forschung auf mittlere Sicht nicht verfügbar sein werden.
Die zur Zeit vorhandenen Speicher mit der größten Speicherkapazität sind Pumpspeicherwerke mit einem Gesamtwirkungsgrad von 75–80 %. Die Speicherkapazität aller Pumpspeicherwerke mit etwa 0,04 TWh bei 6 GW Turbinenleistung ist gering im Vergleich zum mittleren Tagesverbrauch. Sie werden hauptsächlich im Bereich der Netzdienstleistungen (wie Minutenreserve und Frequenzhaltung) genutzt und können daher nicht länger dauernde Windflauten ausgleichen. Ursprünglich waren sie dazu gedacht, die Tag- und Nachtschwankungen des Energieverbrauchs für den konventionellen Kraftwerkspark auszugleichen. Die Ausbaumöglichkeiten sind aufgrund der topografischen Gegebenheiten in Deutschland begrenzt.
Vor welchen Herausforderungen die Entwicklung der benötigten Speichertechnologie steht, soll ein Beispiel veranschaulichen: Um Energie für eine Wochen Flaute zu speichern, müsste der Wasserspiegel eines Pumpspeicherwerks von der Größe des Bodensees ca. 100 m hoch gepumpt werden.
Die Firma Tesla, einer der großen Akku-Hersteller für Elektroautos, stellte im April 2015 mit großem Werbeaufwand “Powerwall, den Akku der Zukunft” vor. Er hat eine Speicherkapazität von 10 kWh bei einem Gewicht von 100 kg, einer Höhe von 1,3 m und soll 3.500 US Dollar kosten. Um damit den deutschlandweiten Bedarf von elektrischer Energie für einen Tag (ca. 1,7 TWh) zu speichern, müssten 170 Mio dieser Akkus aufgestellt werden, statistisch gesehen müsste jeder 3-Personenhaushalt etwa 6 solcher Akkus zu einem Gesamtpreis 21.000 $ haben. Da windschwache Wetterlagen häufig wesentlich länger dauern, würde für eine sichere Energieversorgung eine wesentlich größere Anzahl benötigt, was sicher irreal ist.
Power to Gas wäre eine Alternative, doch dies scheitert gleich an mehreren Faktoren:
Durch Elektrolyse von Wasser wird gasförmiger Wasserstoff
hergestellt. Der Wirkungsgrad der Elektrolyse kann über 80% betragen,
liegt aber in der Realität eher bei 70%. Der erzeugte Wasserstoff kann
in nur begrenzten Mengen in das Erdgasnetz eingespeist werden, so dass
er anderswo zusammen mit dem Erdgas verbraucht werden kann. Bei
größeren Mengen würde eine separate Wasserstoff-Infrastruktur
benötigt. Die Einschränkung kann umgangen werden, indem aus
Wasserstoff und Kohlendioxid das dem Erdgas sehr ähnliche Methan
hergestellt wird. Diese Methanisierung ist großtechnisch möglich, ist
aber mit weiteren Energieverlusten von rund 14% verbunden, wodurch in
Kombination mit der Elektrolyse ein Gesamtwirkungsgrad von ca. 60%
für die Gasherstellung verbleibt.
Gaskraftwerke weisen einen Wirkungsgrad von rund 40% auf. Werden
Gasturbinen darüber hinaus mit Dampfturbinen gekoppelt (Gas- und
Dampf-Kombikraftwerk), lässt sich der Wirkungsgrad auf ca. 60%
steigern.
Das bedeutet, dass Power to Gas mit Rückgewinnung des Stroms aus dem
gespeicherten Gas lediglich einen Wirkungsgrad 25% - 35% hat, d.h.,
von 10 WKA, deren Energie gespeichert wird, arbeiten ca. 7 nur für den
Ausgleich der Verluste!
Wird das erzeugte Gas für die Wärmegewinnung genutzt, ist der
Wirkungsgrad mit 70% - 80% besser, aber das Problem der
Stromerzeugung zu windschwachen Zeiten bleibt bestehen.
Bürgerinitiative Schwarzwald Vernunftkraft
Regionalgruppe Gegenwind Oberes Bregtal