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Ausgewählte Ausgabe: 11-2017 Ansicht: Modernes Layout
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VDI-GEU I: Energiespeicher

ENERGIEVERSORGUNG | Energiespeicher sind ein intensiv diskutiertes Thema in Politik, Gesellschaft und Energiewirtschaft. Aus technischer Sicht ist es klar, dass eine klimaneutrale Energieversorgung auf Basis erneuerbarer Energien national, aber auch global nur mit Energiespeichern funktionieren kann. Aus wirtschaftlicher Sicht wird Stromspeichern entgegengehalten, dass andere Flexibilitätsoptionen wie Netzausbau deutlich günstiger seien. Unter Beachtung von Akzeptanzfragen, aber auch lokalen Restriktionen, relativiert sich diese These schnell, und es zeigt sich, dass der Bedarf an einer wissenschaftlich neutralen Sicht eminent wichtig ist.


Wie hoch der Bedarf für Energiespeicher ist und mit welcher Technologie er am besten zu decken ist, wird ebenfalls kontrovers diskutiert: Während sich derzeit im Bereich der öffentlichen elektrischen Energieversorgung für den Ausbau der klassischen Energiespeicher (Pumpspeicherkraftwerke) kaum ein Geschäftsmodell darstellen lässt, erfreuen sich dezentrale Batteriespeicher, insbesondere bei Privatkunden im Zusammenhang mit einer PV-Anlage, einer zunehmenden Nachfrage.
Das Themenfeld der Energiespeicherung ist also vielfältig, es hat viele Stakeholder und wird kontrovers diskutiert. Im Rahmen des Pariser Klimaschutzabkommens und dessen Umsetzung werden Energiespeicher eine Schlüsseltechnologie darstellen. Sie zu bauen, auszulegen und in das Energieversorgungssystem zu integrieren, ist eine hohe Ingenieurskunst und damit eine große Chance für den Technologie- und Industriestandort Deutschland.
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Bleibatterien des Typen OCSM aus dem Batteriespeicher M5Bat der RWTH Aachen University.

Der Fachausschuss „Energiespeicher“ des VDI, der sich aus Experten aus allen relevanten Bereichen in Forschung und Entwicklung zusammensetzt, hat sich in diesem Zusammenhang die Aufgabe gesetzt, zunächst einen Überblick in Form eines Statusreports zu schaffen. Er zielt darauf ab, die Hintergründe für das starke Interesse an Energiespeichern aufzuzeigen, Einsatzgebiete darzustellen und technologiespezifisch zu differenzieren, sowie einen Überblick über verfügbare Technologien und deren Vor- und Nachteile zu geben. Zusätzlich werden Alternativen für bestimmte Einsatzgebiete benannt und bewertet.
Der Statusreport behandelt neben technischen und ökonomischen Aspekten auch energiewirtschaftliche Aspekte, insbesondere im Zusammenhang mit der Nutzung von Energiespeichern für den Ausgleich des fluktuierenden Dargebots der erneuerbaren Energien (EE) und stellt diese in den Gesamtkontext mit alternativen Flexibilisierungsoptionen. Darüber hinaus werden aktuelle politische sowie rechtliche und marktregulatorische Rahmenbedingungen für Energiespeicher beleuchtet.

Grundlegendes

Thermodynamisch ist ein Energiespeicher eine Anlage zur Speicherung von Energie in Form von innerer, potenzieller oder kinetischer Energie. Ein Energiespeicher beinhaltet die folgenden Prozesse: Einspeichern (Laden, Wandlung), Speichern (Halten) und Ausspeichern (Entladen, Wandlung). Ein Speicherzyklus umfasst diese drei Prozesse oder Funktionsblöcke in einmaliger Ausführung.
Technisch betrachtet ist ein Energiespeicher die Speichereinheit oder das reine Behältnis, in dem der Energieträger gespeichert ist. Zur Ein- und Ausspeicherung können darüber hinaus Energiewandler und für den Betrieb erforderliche Hilfssysteme notwendig sein. Zusammen bilden diese Einheiten ein „Energiespeichersystem“.
Die Frage des Bedarfs an Stromspeichern ist eine Frage der Annahmen und alternativen Flexibilitätsoptionen. Die einflussreichsten Annahmen bei gegebenem EE-Ausbau sind der Stromnetzausbau und der europaweite Ausgleich durch vorhandene konventionelle Erzeugungsleistungen. Werden diese Optionen nicht oder kaum genützt, ergeben sich bereits bei deutlich geringeren EE-Anteilen Stromüberschüsse.

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