Staatliche Studienakademie Bautzen - Prof. Dr. Wolfgang Weiß - TGZ Bautzen
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Staatliche
Studienakademie
Bautzen
Prof. Dr. Wolfgang Weiß
Leiter des Studiengangs Elektrotechnik
3. Bautzener Energieforum
Speichertechnologien
(Wunsch und Wirklichkeit)
www.ba-bautzen.de 2
Primärenergieverbrauch 1990-2015
Quelle:
Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB)
www.ba-bautzen.de 3
Bruttostromerzeugung 2015 (vorläufig)
647 TWh
(2.329 PJ)
Quelle:
Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB)
www.ba-bautzen.de 4
Primärenergieverbrauch 2015 (vorläufig)
13.335 PJ
(3.704 TWh)
1 kWh = 3,6 MJ
1 TWh = 3,6 PJ
1ooo GWh = 3,6 PJ)
Quelle:
Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen (AGEB)
www.ba-bautzen.de 5
Energieerzeugung und Energieverbrauch
Trotz der stetig steigenden Anteile regenerativer Energien am Primärenergie-
verbrauch und bei der Stromerzeugung kommt die Energiewende in Deutschland
nur im Schneckentempo voran. Damit dürfte bereits heute feststehen, dass bis
2020 in Deutschland die politischen Ziele „20 % weniger
Treibhausgasemissionen, 20 % Effizienzsteigerung und 20 % Anteil
regenerativer Energien am Gesamtenergieverbrauch“ (im Vergleich zu 1990)
nur teilweise erreicht werden können.
Günther Mertz M.A.,
Hauptgeschäftsführer
BTGA - Bundesindustrieverband Technische Gebäudeausrüstung e. V. des BTGA e.V.
Elektromobilität – Bewegung mit Zukunft
Ziel der Bundesregierung ist es, bis 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf die
Straße zu bringen - bis 2030 sechs Millionen. Das ist Ziel des
Regierungsprogramms Elektromobilität. Denn Elektrofahrzeuge verringern nicht
nur die Abhängigkeit vom Öl. Lädt man die Batterien mit Strom aus erneuerbaren
Energien, fahren Elektrofahrzeuge praktisch ohne Schadstoffausstoß.
https://www.bundesregierung.de
www.ba-bautzen.de 6
Energieverbrauch in Deutschland
Quelle:
Dena/BMWi
www.ba-bautzen.de 7
Klassifizierung von Energiespeichern
Sterner/Stadler: Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration; Springer-Verlag 2014
www.ba-bautzen.de 8
Power-to-Gas
Eine Möglichkeit, Strom aus erneuerbaren Energien langfristig zu
speichern, ist die Umwandlung in Methan. Hier ist der Speicherort bereits
vorhanden, denn als Hauptbestandteil von Erdgas lässt sich Methan
unbegrenzt in das Erdgasnetz einspeisen. … Um es für den industriellen
Einsatz weiterzuentwickeln und die Verwendung des eingespeicherten
Methans im Mobilitätssektor zu untersuchen, wird das Projekt WOMBAT
gefördert. Dabei soll erstmals eine Power-to- Gas-Anlage mit einer
Leistung von 6,3 Megawatt entstehen, die unter realen Bedingungen
betrieben und optimiert werden soll. Bundesbericht_energieforschung_2015.pdf
Bundesbericht_energieforschung_2015.pdf
http://www.energie-tipp.de/neue-energie/speicher/3923655 www.ba-bautzen.de 9
permanente zeitlich-räumlicher Ausgleich
zwischen Energieangebot und -nachfrage
elektrische Erzeugungs-
Energie mana-
gement
chemische
Speicherung mechanische
Energie Energie Ex/Import
Last-
thermische mana-
Energie gement
Projekt SERVING
www.ba-bautzen.de 10Weltgrößter Batteriespeicher ausgeliefert
25.03.2016 - Der koreanische Akkuspezialist hat den mit 56 MW derzeit
größten Batteriespeicher an den Energieversorger KEPCO ausgeliefert.
Der riesige Energiespeicher wird zur Frequenzregulierung des koreanischen Stromnetzes
eingesetzt. Grundlage des Speichers ist die Lithium-NMC-Speichertechnologie von Kokam,
das durch eine sehr hohe Energiedichte hervorsticht. So konnte man hier in einem
Container ein 2,4-MWh-System unterbringen. Auch die Nutzungszeit der Energiespeicher
wird mit der NMC-Technlogie verlängert, so sollen nun bis zu 10.000 Zyklen möglich sein.
Quelle:
http://www.elv.de www.ba-bautzen.de 11Mit mehr Speicher
Überkapazität abbauen
Kommentar:
… Das Speicherproblem wird nun zum größten Hindernis für CO2 Einsparung.
Konsequenz: EE-Förderung nur noch zusammen mit Speicherung.
Und auch direkte Förderung von Speicherkapazität.
Wer dann sein E-PKW-Akku als Speicher zur Verfügung stellt, wird in barer
Münze belohnt. Was spricht dagegen? …
Quelle:
http://www.heise.de/forum/heise-online
… Deutschland ist aufgrund des volatilen PV- und Windstroms immer mehr
darauf angewiesen, dass das Ausland einen immer grösseren Teil der
Ausregelung übernimmt. Am Sonntag, 26.07.2015 z.B. fiel die PV- und
Windleistung von Mittags bis Abends von ~36 GW auf verbleibende ~2 GW.
Gleichzeitig wechselte der Stromfluss von kurz nach Mittag von 12 GW Export
bis zum Abend auf 2 GW Import. …
Quelle:
http://www.heise.de/forum/heise-online
www.ba-bautzen.de 12Fördermittel für Speicher
Bundesbericht_energieforschung_2015.pdf
• Energieeffizienz, Materialien und Ressourcen
• Erneuerbare Energien
• Speicher und vernetzte Infrastrukturen
• Zukünftige Informationstechnologien (gemeinsames
Programm mit dem Forschungsbereich Schlüsseltechnologien)
• Technologie, Innovation und Gesellschaft (gemeinsames
Programm mit dem Forschungsbereich Schlüsseltechnologien)
• Nukleare Entsorgung, Sicherheit und Strahlenforschung
• Kernfusion https://www.bmwi.de
www.ba-bautzen.de 13Thermische Speicher
Zwei 800-Liter-Solar-
boiler, die die Solarwärme
von 12.6 m2 Kollektoren
vom Dach speichern.
http://www.ee-news.ch
Die Boiler sind mit
elektrischen Systemen
kombinierbar (KWK,
Photovoltaik), also auch
elektrisch „nachheizbar“.
(800 Liter x 1,16 Wattstunden pro Liter und Kelvin x 50 Kelvin = 46.400 Wattstunden)
46 kWh kann ein Boiler beim Abkühlen wieder abgeben. Dies entspricht dem
Energiegehalt von ca. 4,6 Litern Heizöl.
www.ba-bautzen.de 14Investitionsvolumen neue
Energiespeicher
Längerfristig wird weltweit
ein Wechsel zu Wind- und
Solarenergie stattfinden.
Nicht, weil es ein CO2
Problem gibt, sondern weil
es einfach billiger ist, ein
Wind oder Solarkraftwerk
aufzubauen. Eine Situation
die bereits jetzt an vielen
Orten der Welt eingetroffen
ist. Damit wird es nötig, eine
Speicherkapazität von der
gleichen Größenordnung wie
in Deutschland aufzubauen,
mit den weltweiten
Stromverbrauchsdaten aus
2008 ergibt sich damit ein
Speicherbedarf von 360
TWh, was bei der Nutzung der preiswertesten verfügbaren Technik, dem Pumpspeicherkraftwerk, auf
36 Milliarden Euro führt. Damit ist klar, dass der Markt für die Speicherung
von Strom einer der bedeutendsten Märkte der nächsten 30 Jahre wird!
http://energiespeicher.blogspot.de/2012/03/investitionsvolumen-neue.html
www.ba-bautzen.de 15Volumetrische Energiedichte
Sterner/Stadler: Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration; Springer-Verlag 2014
www.ba-bautzen.de 16Volumetrische Energiedichte
Sterner/Stadler: Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration; Springer-Verlag 2014
Diesel/Benzin
10.000 kWh/m³
www.ba-bautzen.de 17Latentwärmespeicher
http://www.suessmeier-heizung-solar.de/partner-suessmeier/solarenergie/waermespeicher/latentwaermespeicher/
www.ba-bautzen.de 18Sensible Wärmespeicher
Sensible Wärmespeicher
beruhen darauf, ein Medium
wie Wasser oder Gestein zu
erwärmen. Wärmespeicher
erlauben es, erneuerbare
Energie zwischen zuspeichern
und damit bedarfsgerecht zu
regeln.
Beim Verbrennen von einem Liter Benzin
werden 31 Megajoule (8,61
Kilowattstunden) Wärme frei. Damit kann
man:
- 93 kg Wasser von Raumtemperatur auf
Siedetemperatur erwärmen,
- 55 kg Keramik in einem
Nachtspeicherofen von Raumtemperatur
auf 650°C erhitzen …
http://www.dlr.de/tt/en/Portaldata/41/Resources/dokumente/veroeffentlichung_alle/Waermespeicher_Physik_Journal_2015.pdf
www.ba-bautzen.de 19Werner von Siemens (1880): "Die
dynamoelektrische Maschine befähigt
uns jetzt, elektrische Ströme von jeder
gewünschten Stärke billig herzustellen."
Vielen Dank
für Ihr Interesse!
www.ba-bautzen.de 20Sie können auch lesen
