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30.11.2021 18:39    |    jennss    |    Kommentare (363)

energiespeicherenergiespeicher

In der Energiewende kommt den Speichertechnologien eine Schlüsselrolle zu, weil regenerative Energien von der Natur abhängig sind und statt Energie bei Bedarf zu produzieren, wie Kohle- oder Atomkraftwerke, sie nur Energie aus der Natur ziehen, wann es sie gerade gibt.

 

Viele denken beim Speichern zuerst nur an Batterien. Diese sind kompakt und effizient, aber es gibt noch mehr. Energie lässt sich z.B. als Potentialenergie (erhöhte Lage), wie auch als kinetische Energie (Bewegung) speichern, aber auch in Wärme und flüssigen oder gasförmigen Stoffen. Kinetische Energiespeicher wie z.B. Schwungräder (u.a. in Formel 1-Technik) sind für die Energiewende wahrscheinlich weniger von Bedeutung, denn die Bewegung hat über die Zeit Verluste, die bei Energiespeicherung in erhöhter Lage nicht auftreten. Im Prinzip ist auch ein E-Auto, d.h. nicht die Batterie selbst, sondern die Bewegung, ein kinetischer Speicher, denn beim Bremsen gibt es Energie zurück :).

 

Wie schnell Energie aus dem Speicher abgerufen werden kann, ist ein wichtiger Punkt für den jeweiligen Einsatzort/-zweck. Die Speicherverluste sind auch unterschiedlich.

 

Für die Energiewende interessant sind hauptsächlich:

  • Batterien, u.a. in Autos mit V2L-Technik, sowie Altbatterien in Secondlife, auch bei privaten Photovoltaik-Anlagen.
  • Pumpspeicherkraftwerk (PSK): Hier wird Wasser in ein hochgelegenes Becken gepumpt und die Energie kann über Turbinen beim Runterlaufenlassen wieder zurückgeholt werden. PSK brauchen viel Platz für das Becken.
  • Schwerkraftspeicher: Prinzipiell wie ein PSK (s.o.), nur mit Betonklötzen statt Wasser. Energie gibt es über Generatoren.
  • Elektrolyse mit Wasserstoff als Speicher (Power to gas)
  • Elektrolyse und Kohlenststoffanreicherung mit eFuels als Speicher (Power to Liquid)
  • Druckluftspeicher: Es wird Druck in einen Speicher gepumpt und über Gasturbine bei Bedarf zurückgeholt. Als Speicher werden meist luftdichte Salzstöcke genutzt, die es nicht überall gibt.

 

Für kürzere Speicherdauern gäbe es noch:

  • Wärmespeicher (Power to heat), mit Wärmepumpen
  • Schwungradspeicher
  • Magnetische Speicher über Supraleiter: Im Magnetfeld wird Energie gespeichert
  • Kondensatoren

 

 

Toll erklärt sind hier verschiedene Speichertechnologien:

https://www.energie-experten.org/.../energiespeicher .

 

Eine weitere Übersicht (vom Bundesministerium) zu Speichertechnologien:

https://www.bmwi.de/.../speichertechnologien.html

 

Je nach Einsatzgebiet stehen also verschiedene Speichertechnologien zur Verfügung. Insgesamt lässt sich sagen, dass es doch eine Menge Möglichkeiten zur Energiespeicherung gibt und die sind wichtig für regenerative Energien wie Wind- und Solarenergie. Welche Speichervariante zu wählen ist, hängt davon ab, wie lange Energie zu speichern sein soll bzw. wie schnell sie abrufbar sein muss und welche Möglichkeiten der gewünschte Speicherort bietet. Ich bin gespannt, wie es weitergeht auf dem Weg, Atom- und Kohlestrom komplett abzubauen.

j.

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30.11.2021 18:44    |    Alexander67

Kondensatoren würde ich nicht als Speicher im diesem Sinne sehen.

 

Als Wärmespeicher sehe ich aber auch flüssige Salze in die man Strom induzieren kann um diese noch wärmer zu machen.

Wasser darauf und mach bekommt Dampf für eine Turbine.


30.11.2021 19:11    |    notting

Bei den Akkus muss man eigentl. noch zwischen E-Mobilitäts- und Netzstabilisierungsanwendungen unterscheiden. Bei letzterem ist die Größe im Verhältnis zur Kapazität und die max. C-Faktoren nicht ganz so wichtig. Dafür kann man wärmeempfindlichere Zellen nehmen da meist in gut isolierten geschlossenen Räumen (d.h. weniger Temperierungsenergie nötig), die eher mehr Zyklen haben (nicht nur wg. der geringeren C-Faktoren).

 

notting


30.11.2021 20:00    |    tomate67

Schön erkannt, die Speicher sind ein Problem und politisch total unterschätzt worden. Oder wieso lohnt sich der immer weitere Ausbau von Solardächern, aber die Entwicklung von Speichern nicht?

 

Bis auf die Pumpspeicherwerke lohnen sich die genannten alle nicht, weil deren Wirkungsgrad zu niedrig sind. Das hat auch wenig mit dem Entwicklungsstand zu tun, sondern schlicht und einfach mit der Physik.

 

Eines der viel versprechensten Projekte ist leider auf Eis gelegt worden, brine4power. Die entwickelte Redox-flow Batterie auf Polymerbasis hätte locker Großstädte versorgen können. Leider erwies sich das Fluid in der Testphase als zu empfindlich und die EWE als zu kleiner Player um große Forschungsgelder stemmen zu können. Das hätte mit mehr staatlicher Unterstützung anders ausgesehen.


30.11.2021 21:02    |    LF-X

Kinetische Rotationspeicher sind sehr wohl für die Energiewende notwendig. Sie stabilisieren das Netz, ähnlich den Schwungrädern der Turbinen, sind relativ preiswert, robust und wartungsarm.

 

Wärmespeicher können auch saisonal genutzt werden. Und das ohne Power2Heat, sondern direkt über Kollektoren.

Das wird in Dänemark schon für Fernwärme genutzt. Im Sommer werden da riesige Wasser-Reservoirs erwärmt, die im Winter angezapft werden um ganze Dörfer zu beheizen.

 

Redox-Flow-Batterien werden sehr wohl im großen Maßstab eingesetzt. China baut da gerade richtig große Anlagen. Redox-Flow erscheint mir für die Energiewende sehr relevant zu sein.

Relativ günstig, praktisch beliebig skalierbar, sehr robust praktisch unendlich Zyklenfest.


30.11.2021 23:37    |    jennss

Ich finde vor allem die Schwerkraftspeicher interessant. Klickt auch mal den Link aus dem Artikel oben an.

j.


01.12.2021 00:43    |    Schwarzwald4motion

Der beste Speicher Ist jener den wir gar nicht brauchen.

 

Und der Händelbarste wird wahrscheinlich eFuel sein, Naja von den regenerativen natürlich.


01.12.2021 07:51    |    slv rider

Zitat:

Und der Händelbarste wird wahrscheinlich eFuel sein, Naja von den regenerativen natürlich.

und die sinnloseste technologie....

 

Zitat:

Bei Einsatz von E-Fuels in einem Auto mit Verbrennungsmotor werden also nur rund 10 % der ursprünglich im Strom vorhandenen Energie für den Antrieb des Fahrzeuges genutzt.

https://de.wikipedia.org/wiki/E-Fuel#Wirkungsgrad


01.12.2021 07:54    |    mozartschwarz

Nicht zuviele Fakten auf einmal slv rider.

Es muß doch irgendwie sinn machen aus EE-Strom, der zu rund 30% aus Biogas gewonnen wird, irgendwann wieder Gas zu machen. Nicht das die schöne heile Welt schon am Kabel scheitert...


01.12.2021 08:13    |    slv rider

01.12.2021 08:17    |    Schwarzwald4motion

Zitat:

@slv rider schrieb am 1. Dezember 2021 um 07:51:03 Uhr:

Zitat:

Und der Händelbarste wird wahrscheinlich eFuel sein, Naja von den regenerativen natürlich.

und die sinnloseste technologie....

In den aller allermeisten fällen gibt es sicherlich eine bessere Lösung (wenn man willens und in der Lage ist danach zu suchen ;)), aber halt nicht überall schon gar nicht in der Übergangsphase und die dauert noch Dekaden.


01.12.2021 08:19    |    mozartschwarz

@slv rider: Oh ein Rotationsspeicher... Der verdeutlicht schön wieviel Energie da doch auf wenig Platz zu speichern ist :D


01.12.2021 08:20    |    slv rider

also jahrzehnte? na dann hoffen wir mal das unsere hubkolbenverheizer noch so lange halten. viele hersteller haben ja schon einen zeitpunkt für den ausstieg.


01.12.2021 08:22    |    mozartschwarz

Zitat:

@Schwarzwald4motion schrieb am 1. Dezember 2021 um 08:17:55 Uhr:

Zitat:

@slv rider schrieb am 1. Dezember 2021 um 07:51:03 Uhr:

 

 

und die sinnloseste technologie....

In den aller allermeisten fällen gibt es sicherlich eine bessere Lösung (wenn man willens und in der Lage ist danach zu suchen ;)), aber halt nicht überall schon gar nicht in der Übergangsphase und die dauert noch Dekaden.

Übergangsphase??? Mal aufs Datum geschaut...? Wirkliche Lösungen wären dann doch eher angesagt. 8 Jahre bis 2030. 28 bis 2050, daß bei unserem Planungsrecht.. Da brauch es so schon viele Elon Musk um sinnvolles noch durchzuziehen.


01.12.2021 08:25    |    mozartschwarz

Zitat:

@slv rider schrieb am 1. Dezember 2021 um 08:20:26 Uhr:

also jahrzehnte? na dann hoffen wir mal das unsere hubkolbenverheizer noch so lange halten. viele hersteller haben ja schon einen zeitpunkt für den ausstieg.

Laut Koalitionsvertrag sollen ja nur Antriebe verboten werden die nicht mit Synfuels zu betreiben wären. Also eigentlich keiner der Verbrenner...


01.12.2021 08:33    |    slv rider

echte männer fahren halt verbrenner.:D


01.12.2021 08:52    |    mozartschwarz

Das seh ich garnichtmal so. Ich hab kein Problem mit E-Autos.


01.12.2021 08:52    |    Swissbob

Zitat:

@mozartschwarz schrieb am 1. Dezember 2021 um 08:25:15 Uhr:

Zitat:

@slv rider schrieb am 1. Dezember 2021 um 08:20:26 Uhr:

also jahrzehnte? na dann hoffen wir mal das unsere hubkolbenverheizer noch so lange halten. viele hersteller haben ja schon einen zeitpunkt für den ausstieg.

Laut Koalitionsvertrag sollen ja nur Antriebe verboten werden die nicht mit Synfuels zu betreiben wären. Also eigentlich keiner der Verbrenner...

Freut sich BMW.

 

Der S58 und der S63 erreichen problemlos EU7, die zivilen Versionen vermutlich auch.


01.12.2021 08:56    |    Schwarzwald4motion

Meine Anmerkung bezog sich selbstredend auf den weltweiten Zustand, und schon gar nicht nur aufs Auto also wenn irgendwo in sonst wo auf dem Berg ein Notstromaggregat steht darf das z.B. gerne mit eFuel betrieben werden.


01.12.2021 11:30    |    Goify

Ich fand die Gyrobusse mit Schwungrad recht spannend.


01.12.2021 12:05    |    slv rider

gibt sogar (natürlich...) was dazu auf wiki:

https://de.wikipedia.org/wiki/Energiespeicher


01.12.2021 12:08    |    Acidrain2001

Zitat:

@mozartschwarz schrieb am 1. Dezember 2021 um 08:22:43 Uhr:

Zitat:

@Schwarzwald4motion schrieb am 1. Dezember 2021 um 08:17:55 Uhr:

 

In den aller allermeisten fällen gibt es sicherlich eine bessere Lösung (wenn man willens und in der Lage ist danach zu suchen ;)), aber halt nicht überall schon gar nicht in der Übergangsphase und die dauert noch Dekaden.

Übergangsphase??? Mal aufs Datum geschaut...? Wirkliche Lösungen wären dann doch eher angesagt. 8 Jahre bis 2030. 28 bis 2050, daß bei unserem Planungsrecht.. Da brauch es so schon viele Elon Musk um sinnvolles noch durchzuziehen.

2030/35 ist ja nur das Datum ab dem keine neuen Verbrenner mehr verkauft werden dürfen. Bis auf Porsche 911 mit eFuel-Tankkarte ;)

D.h. da fahren noch einige Verbrenner Rum. Dudenhöffer schätzt bis 2050/60. Bis dahin sollten wir natürlich die Energiewende global irgendwie hinkriegen. Andere Länder geben da sicher mehr Gas, einschließlich China. Hoffe die setzen das aus dem Koalitionsvertrag gut um, dass der Ausbau von EE und Stromtrassen im öffentlichen Interesse sind und es dann schneller geht, weil nicht jeder Nachbar und jeder Borkenkäfer den Ausbau um Jahre oder Jahrzehnte verzögern kann. Klar, auch die Planung muss schneller gehen. Die zwei Halbtageskräfte auf dem Bauamt, von denen eine dauerkrank ist, reichen da nicht....


01.12.2021 12:22    |    mozartschwarz

Mich fasziniert die fortlaufende Ignoranz des Gesamtproblems. Sicher kann man sich das große Ganze erstmal beim reinen akuten Stromverbrauch schönreden...


01.12.2021 12:25    |    slv rider

ignoranz kann die menschheit eben am besten.


01.12.2021 13:59    |    Acidrain2001

Ob jetzt Klimawandel oder 4. Welle, erst mal alles aussitzen und dann in Panik verfallen....


01.12.2021 16:15    |    Goify

War die deutsche Politik jemals in Panik?


01.12.2021 16:38    |    Schwarzwald4motion

Zitat:

@mozartschwarz schrieb am 1. Dezember 2021 um 12:22:04 Uhr:

Mich fasziniert die fortlaufende Ignoranz des Gesamtproblems. Sicher kann man sich das große Ganze erstmal beim reinen akuten Stromverbrauch schönreden...

Seit der Lüge von 1993 (s.32) Bin ich doch sehr entspannt was Prognosen in die Zukunft betrifft.

 

Aber ist schon richtig da gibt es noch einige Fette Hürden auf dem Weg und der Zeitplan wird wohl auch kaum Eingehalten werden können, aber das wissen wir erst hinterher.


01.12.2021 16:43    |    jennss

Zitat:

@mozartschwarz schrieb am 1. Dezember 2021 um 08:25:15 Uhr:

Laut Koalitionsvertrag sollen ja nur Antriebe verboten werden die nicht mit Synfuels zu betreiben wären. Also eigentlich keiner der Verbrenner...

Die Frage ist, ob die Infrastruktur für eFuels in Gang kommt. Wenn der Literpreis bei 4 oder 5 € liegt, wird das keiner nutzen, für ein bisschen Sound im Motor :). Bei 3 € auch kaum (E-Auto fährt umgerechnet für 1 € oder weniger). 2 € wären vielleicht denkbar, wenn der Strom in Südamerika erzeugt wird und alles auf Hochtouren läuft. eFuels haben aber noch das Problem mit den Schadstoffen. Es ist nachwievor eine Verbrennung. Ggü. fossilem Benzin sind sie nur wg. CO2 umweltfreundlicher.

j.


01.12.2021 16:45    |    Alexander67

Zitat:

@Schwarzwald4motion schrieb am 1. Dezember 2021 um 16:38:15 Uhr:

Zitat:

@mozartschwarz schrieb am 1. Dezember 2021 um 12:22:04 Uhr:

Mich fasziniert die fortlaufende Ignoranz des Gesamtproblems. Sicher kann man sich das große Ganze erstmal beim reinen akuten Stromverbrauch schönreden...

Seit der Lüge von 1993 (s.32) Bin ich doch sehr entspannt was Prognosen in die Zukunft betrifft.

 

Aber ist schon richtig da gibt es noch einige Fette Hürden auf dem Weg und der Zeitplan wird wohl auch kaum Eingehalten werden können, aber das wissen wir erst hinterher.

Da sieht man erst wie alt die Argumente sind.


01.12.2021 16:46    |    jennss

Zitat:

@Schwarzwald4motion schrieb am 1. Dezember 2021 um 16:38:15 Uhr:

Seit der Lüge von 1993 (s.32) Bin ich doch sehr entspannt was Prognosen in die Zukunft betrifft.

Wow, die haben die Lage 1993 schon gut erkannt.

j.


01.12.2021 16:51    |    mozartschwarz

Zitat:

@Schwarzwald4motion schrieb am 1. Dezember 2021 um 16:38:15 Uhr:

Zitat:

@mozartschwarz schrieb am 1. Dezember 2021 um 12:22:04 Uhr:

Mich fasziniert die fortlaufende Ignoranz des Gesamtproblems. Sicher kann man sich das große Ganze erstmal beim reinen akuten Stromverbrauch schönreden...

Seit der Lüge von 1993 (s.32) Bin ich doch sehr entspannt was Prognosen in die Zukunft betrifft.

 

Aber ist schon richtig da gibt es noch einige Fette Hürden auf dem Weg und der Zeitplan wird wohl auch kaum Eingehalten werden können, aber das wissen wir erst hinterher.

Der Betrieb des Walzwerkes ist auch heute noch ein Prob, ein gutes Pseudonym für das Gesamtproblem. Sicher nicht Eins, aber eben Alle inklusive Allem...


01.12.2021 16:55    |    mozartschwarz

Zitat:

@jennss schrieb am 1. Dezember 2021 um 16:43:01 Uhr:

Zitat:

@mozartschwarz schrieb am 1. Dezember 2021 um 08:25:15 Uhr:

Laut Koalitionsvertrag sollen ja nur Antriebe verboten werden die nicht mit Synfuels zu betreiben wären. Also eigentlich keiner der Verbrenner...

Die Frage ist, ob die Infrastruktur für eFuels in Gang kommt. Wenn der Literpreis bei 4 oder 5 € liegt, wird das keiner nutzen, für ein bisschen Sound im Motor :). Bei 3 € auch kaum (E-Auto fährt umgerechnet für 1 € oder weniger). 2 € wären vielleicht denkbar, wenn der Strom in Südamerika erzeugt wird und alles auf Hochtouren läuft. eFuels haben aber noch das Problem mit den Schadstoffen. Es ist nachwievor eine Verbrennung. Ggü. fossilem Benzin sind sie nur wg. CO2 umweltfreundlicher.

j.

Meine Aussage sollte eigentlich auch nur Untermauern wie wenig zielführend Politik handelt. Synfuel brauch man bestenfalls für Schwerverkehr, Maschinen und Flugzeuge...

 

Für Südamerika gilt letztlich ähnliches wie für Nordafrika. Die Regionen sind zu insatbil um die Sicherheit der nötigen Investitionen zu garantieren. Kolonialverhalten dürfte ja bei den Grünen auch nicht gut ankommen.


01.12.2021 16:59    |    Alexander67

Zitat:

@mozartschwarz schrieb am 1. Dezember 2021 um 16:51:15 Uhr:

.....

Der Betrieb des Walzwerkes ist auch heute noch ein Prob, ein gutes Pseudonym für das Gesamtproblem. Sicher nich Eins, aber eben Alle inklusive Allem...

Eigentlich nicht.

Man kann zum einen das noch Warme Material gleich weiter verarbeiten. Also vom Stranguss oder Kokillenguss oder... Gleich zum Walzwerk. Dann wird schon weniger Energie benötigt als wenn man Halbzeug erst einmal lagert oder transportiert bevor man es weiter verarbeitet.

 

Die Gasöfen Walzwerk kann man mit Biogas oder mit Methan aus Strom betreiben.

 

Da kann man Energie und zusätzlich CO2 sparen.


01.12.2021 18:02    |    Schwarzwald4motion

Da sind wir aber wirklich bei strukturellen Baustellen wo sich Firmenstrukturen verändern spalten oder fusionieren. Bei solchen Dingen verspreche ich mir einiges, aber das ist nicht in einer Dekade getan sowas dauert deutlich länger.

Man muss sich nur mal vorstellen was da alles für Abläufe dazwischen stehen.


01.12.2021 18:27    |    mozartschwarz

Zitat:

@Alexander67 schrieb am 1. Dezember 2021 um 16:59:26 Uhr:

Zitat:

@mozartschwarz schrieb am 1. Dezember 2021 um 16:51:15 Uhr:

.....

Der Betrieb des Walzwerkes ist auch heute noch ein Prob, ein gutes Pseudonym für das Gesamtproblem. Sicher nich Eins, aber eben Alle inklusive Allem...

Eigentlich nicht.

Man kann zum einen das noch Warme Material gleich weiter verarbeiten. Also vom Stranguss oder Kokillenguss oder... Gleich zum Walzwerk. Dann wird schon weniger Energie benötigt als wenn man Halbzeug erst einmal lagert oder transportiert bevor man es weiter verarbeitet.

 

Die Gasöfen Walzwerk kann man mit Biogas oder mit Methan aus Strom betreiben.

 

Da kann man Energie und zusätzlich CO2 sparen.

Schon klar das du den Satz nicht verstanden hast... Klar kann man alles einzeln für sich regeln. Aber eben alles zusammen wird das Problem. Der Traum benötigt das 7,5 fache der heutigen Stromproduktion oder eben rund das 15-fache an EE Strom.

Und nein, du kannst eben nicht im Sommer den Bodensee zum kochen bringen um die Energie im Winter abzurufen...


02.12.2021 06:40    |    onzlaught

Generationen von Kukucksuhren die Jahrzente ohne jegliche Wartung einfach funktionieren bestätigen wie genial das Prinzip aufgrund der Einfachheit ist.

 

mimimi…..Solarwasserstoffkraftwerk….Energieeffizienz…..mimimi

Wir fahren mit gepressten Sauriern im Tank, da ist die Diskussion um die Effizienz des Verfahrens doch lächerlich, noch dazu so lange die Sonne kostenlos scheint.


02.12.2021 08:06    |    Schwarzwald4motion

Trotzdem muss es umgesetzt werden, und darum geht’s!


02.12.2021 08:10    |    slv rider

weniger energieverbrauch wäre auch hilfreich. dann müsste weniger erzeugt und gespeichert werden. aber das wäre ja ein rückschritt für die zivilisation.


02.12.2021 08:12    |    LF-X

das passiert beim Umstieg auf Elektroautos und Wärmepumpen automatisch.


02.12.2021 08:13    |    Schwarzwald4motion

Definiere Zivilisation. :rolleyes:


Deine Antwort auf "Speichertechnologien in der Schlüsselrolle"

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