{"id":47935,"date":"2017-11-27T07:26:30","date_gmt":"2017-11-27T06:26:30","guid":{"rendered":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/?p=47935"},"modified":"2017-11-23T16:24:18","modified_gmt":"2017-11-23T15:24:18","slug":"speicher-fuer-windenergie-so-funktioniert-die-groesste-batterie-der-welt","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/renewable-carbon.eu\/news\/speicher-fuer-windenergie-so-funktioniert-die-groesste-batterie-der-welt\/","title":{"rendered":"Speicher f\u00fcr Windenergie: So funktioniert die gr\u00f6\u00dfte Batterie der Welt"},"content":{"rendered":"

Wie die Energiewende praktisch gelingen kann, das wollen sie in Pfinztal ausprobieren. In der baden-w\u00fcrttembergischen Gemeinde nehmen Forscher des Fraunhofer-Instituts f\u00fcr Chemische Technologie gerade eine Anlage in Betrieb<\/a>, die es in sich hat: Ein Windrad mit hundert Metern Nabenh\u00f6he auf dem Hummelberg vor den Toren des Ortes erzeugt Strom – und eine riesige Batterie auf dem Institutsgel\u00e4nde speichert die Energie, die dabei produziert wird.<\/p>\n

Mit dem 20-Megawattstunden-Speicher – und ein paar zus\u00e4tzlichen Solarmodulen – wollen sich die Fraunhofer-Forscher den Traum von der Energieautarkie erf\u00fcllen. Genug sauber erzeugter, eigenproduzierter Strom soll immer dann zur Verf\u00fcgung stehen, wenn er ben\u00f6tigt wird.<\/p>\n

Denn das ist eines der Kernprobleme der Energiewende: Strom aus erneuerbaren Quellen l\u00e4sst sich schon jetzt billig herstellen. Wenn die Witterungsverh\u00e4ltnisse passen, wenn also der Wind weht oder die Sonne scheint. Oder beides. Doch l\u00e4sst sich kaum \u00fcbersch\u00fcssiger Strom speichern f\u00fcr die Zeit, wenn das eben nicht der Fall ist – und das ist dummerweise die meiste Zeit des Jahres.<\/p>\n

Was also tun? Wasserstoffgas l\u00e4sst sich aus \u00fcbersch\u00fcssigem Strom gewinnen. Doch das Verfahren ist nicht besonders effizient. Pumpspeicherkraftwerke k\u00f6nnen Wasser in stromreichen Zeiten in h\u00f6her gelegene Becken pumpen und sp\u00e4ter \u00fcber Generatoren wieder herabrieseln lassen. Doch neue Anlagen sind kaum durchzusetzen.<\/a> Zwar wird \u00fcber die Nutzung alter Kohlezechen als Pumpspeicher nachgedacht<\/a> – aber praktisch passiert ist bisher nichts. Genau wie bei geplanten Pumpspeichern am Meeresgrund<\/a>.<\/p>\n

Druckluftspeicher, erhitztes Salz – die Liste weiterer m\u00f6glicher Speichertechniken ist lang. Doch vom gro\u00dftechnischen Einsatz sind sie weit entfernt. Also sollen Batterien helfen. In Pfinztal ist das eine Lagerhalle voll mit riesigen 45.000-Liter-Tanks. In den darin gelagerten Fl\u00fcssigkeiten wird der \u00fcbersch\u00fcssige Strom zwischengespeichert.<\/p>\n

Redox-Flow hei\u00dft das zugrunde liegende Prinzip bei Experten – und wie das Ganze im Detail funktioniert, dazu sp\u00e4ter mehr. Die Anlage vor den Toren von Karlsruhe gilt jedenfalls einstweilen als gr\u00f6\u00dfte Batterie Deutschlands. Doch geht es nach dem Oldenburger Energieversorger EWE und Wissenschaftlern der Friedrich-Schiller-Universit\u00e4t in Jena, k\u00f6nnte die Anlage von Pfinztal ihren Titel in ungef\u00e4hr f\u00fcnf Jahren verlieren.<\/p>\n

75.000 Haushalte einen Tag mit Strom versorgen<\/p>\n

In einem Projekt namens “brine4power” wollen sie sogar die gr\u00f6\u00dfte Batterie der Welt<\/a> bauen- in riesigen unterirdischen Salzkavernen, wie sie derzeit f\u00fcr die Speicherung von Erdgas genutzt werden. Die Anlage soll eine Kapazit\u00e4t von 700 Megawattstunden haben. Das hei\u00dft, sie k\u00f6nnte 75.000 Haushalte einen Tag lang mit Strom versorgen.<\/p>\n

Am Mittwoch stellte das Projektteam in Berlin nun Zwischenergebnisse vor, die es f\u00fcr sehr ermutigend h\u00e4lt. “Es besteht die M\u00f6glichkeit, etwas wirklich Revolution\u00e4res zu schaffen”, sagt Ulrich Schubert vom Center for Energy and Environmental Chemistry in Jena. Er hat zusammen mit Kollegen verschiedene organische Kunststoffe entwickelt, die in der Riesenbatterie zum Einsatz kommen k\u00f6nnten. Im vergangenen Jahr berichteten die Forscher dar\u00fcber bereits im Fachmagazin “Nature”<\/a>.<\/p>\n

Die von ihnen hergestellten Polymer-Molek\u00fcle k\u00f6nnen Elektronen aufnehmen und bei Bedarf wieder abgeben. Und sie sind – und das ist die vergleichsweise neue Erkenntnis – auch in ges\u00e4ttigtem Salzwasser stabil. Genau solche Salzl\u00f6sungen (englisch: “brine”, daher der Projektname) gibt es in den unterirdischen Salzkavernen, von denen allein EWE insgesamt 38 St\u00fcck an vier Standorten in Deutschland betreibt.<\/p>\n

Als Speicher besonders interessant w\u00e4re wohl zum Beispiel der Standort im ostfriesischen Jemgum. Nur rund 50 Kilometer von dort entfernt betreibt EWE den Offshorewindpark Riffgat.<\/p>\n

F\u00fcr die riesige Batterie braucht es gleich zwei Salzst\u00f6cke. In beiden m\u00fcssen jeweils mehrere Tausend Tonnen der Polymermolek\u00fcle in der Lauge gel\u00f6st werden. Eine Kaverne fungiert als sogenannter Katolyt, die andere als sogenannter Anolyt. Die Molek\u00fcle im Katolyten haben eine st\u00e4rkere Bindung zu Elektronen, die im Anloyten eine schw\u00e4chere. Der eine Salzstock ist sozusagen der Plus-, der andere der Minuspol.<\/p>\n

Nun kommen sich beide Substanzen der Anlage nahe, beide Elektrolyte aus den Salzst\u00f6cken werden nur noch durch eine d\u00fcnne Membran getrennt. Durch Stromzufuhr von au\u00dfen – zum Beispiel eben aus einem Windpark – werden nun dem Katolyten Elektronen entrissen. Das ist chemisch gesehen eine Oxidation. Dem Anolyten werden die Elektronen dann zugef\u00fchrt. Das nennt man eine Reduktion.<\/p>\n

Und so bekommt die Batterie auch ihren Namen: Redox-Flow.<\/p>\n

Das Prinzip ist seit Jahrzehnten bekannt und wurde nach dem Krieg in Deutschland entwickelt. Attraktiv ist unter anderem, dass es bei den Batterien keine Selbstentladung gibt. Sogar an Autos mit Redox-Flow-Batterie wird gearbeitet<\/a>. Hier k\u00f6nnte man zum Aufladen einfach die Elektrolytfl\u00fcssigkeiten austauschen.<\/p>\n

Die Technik war allerdings unter anderem deswegen bis vor Kurzem sehr teuer, weil man Schwermetalle wie Vanadium ben\u00f6tigte. Doch das muss nun nicht mehr sein – dank der Polymere.<\/p>\n

Und noch einen Vorteil haben die Batterien: Die Speicherleistung wird nur durch die Gr\u00f6\u00dfe der Elektrolytspeicher begrenzt – in Pfinztal also durch das Volumen der Tanks und beim geplanten EWE-Projekt durch die Gr\u00f6\u00dfe der Kavernen im Salzstock. Und die sind so um die 100.000 Kubikmeter gro\u00df.<\/p>\n

Vergleichbar mit Pumpspeichern<\/p>\n

Die Kosten der Redox-Flow-Batterie seien vergleichbar mit denen anderer Batterien oder denen von Pumpspeicherkraftwerken, sagt Peter Schmidt, Chef der EWE Gasspeicher. Der Wirkungsgrad des Systems soll bei 70 Prozent liegen. Rund 20.000 Ladezyklen seien ohne starke Effizienzverluste m\u00f6glich, wirbt Forscher Schubert. Bei zwei Lade- und Entladezyklen pro Tag k\u00e4me man damit auf eine Standzeit von 25 Jahren.<\/p>\n

Was ist nun der Haken? EWE hat sich bisher noch nicht entschieden, ob das Projekt tats\u00e4chlich umgesetzt wird. Und damit gibt es auch noch keinen geplanten Standort. Das alles will man bis Ende 2019 festlegen. Erstens verdient die Firma mit dem Speichern von Erdgas in den Salzst\u00f6cken ja bisher gutes Geld. “Aktuell sind alle unsere Kavernen vermarktet”, sagt Projektleiter Ralf Riekenberg. Und zweitens wollen die n\u00f6tigen Millioneninvestitionen wohl\u00fcberlegt sein. “Wenn wir unter die Erde gehen, werden wir viel Geld ausgeben”, so Riekenberg.<\/p>\n

Wissenschaftliche und technische Risiken bleiben. Das gestehen die Projektteilnehmer ein – und externe Experten sehen das genauso: “Das ist auf jeden Fall eine gro\u00dfe Herausforderung und sehr ambitioniert”, sagt etwa Peter Fischer vom Fraunhofer-Institut f\u00fcr Chemische Technologie. “Ob das im gro\u00dfen Ma\u00dfstab tats\u00e4chlich funktioniert, werden die ersten Vorversuche zeigen.”<\/p>\n

Dazu kommt noch ein anderer Punkt: Die unterirdischen Erdgasspeicher sind dicht, die Menschen in der Region leben schon lange mit diesen Anlagen – und doch k\u00f6nnte es gegen eine Nutzung als Riesenbatterie wom\u00f6glich Widerst\u00e4nde von Anwohnern geben.<\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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