10/04/2011 - Erneuerbar: wie man Energie für speichern, wenn der Wind aufhört zu blasen und keine Sonne

Menéame

Die größte Herausforderung für erneuerbare Energien angesichts der derzeitigen Krise in den Bereichen Kernenergie und Erdöl besteht darin, ihre Kapazität zur Speicherung von Strom aus Erogeneratoren und Solarmodulen zu erhöhen. Die größten Forschungsprojekte konzentrieren sich darauf, die Versorgungssicherheit durch die Unterbrechung der Sonne und des Windes nicht zu beeinträchtigen.

Die Spannungen in diesen Tagen im Nahen Osten und in Afrika und die dramatische Lage in Japan haben bereits zu einem Anstieg der Ölpreise geführt, der für die ohnehin schon schlechten Volkswirtschaften nicht mehr tragbar sein wird. Vor allem für die Spanierin, die seit 2007 zwar endlich Energie exportiert, aber eine Energieabhängigkeit von 75 Prozent hat, die größer ist als die unserer europäischen Nachbarn. Das ist der Beweis dafür, daß jährlich 650 Millionen Barrel Öl gekauft werden.

Vor einem Monat erklärte Industrieminister Miguel Sebastián, dass das spanische Energiedefizit 46 Milliarden erreichen könnte, wenn der Barrelpreis von Brent bei 120 Dollar läge. Wie Sebastian erklärte, ist der Grund dafür, dass jeder Anstieg des Barrelpreises um 10 Dollar zusätzliche Kosten von 6.000 Millionen Euro mit sich bringt. Das bedeutet, dass 2009 die Gesamtprämien für erneuerbare Energien gezahlt wurden. Und die Situation wird nicht besser. Am vergangenen Montag lag das Barrel Rohöl auf dem Londoner Terminmarkt bereits über 122 Dollar. Etwas, was seit drei Jahren nicht mehr der Fall war, und das die Schätzungen der Regierung in Schach hält, die im Rahmen des Staatshaushalts eine Barrel-Betragshöhe von 81,8 Dollar vorgesehen hatte.

Also ist es Zeit zu handeln. Für einige Analytiker, wenn Brents Barrel 140 Dollar übersteigt, ist es der Zeitpunkt, zu dem erneuerbare Energien rentabel sein werden. Für andere Experten ist diese Zahl jedoch weniger hoch. ● Von März bis April sind die Kosten für den Anstieg des Erdöls in der spanischen Wirtschaft höher als für erneuerbare Energien. Im Jahr 2010 kosteten die Öl- und Gasimporte bereits 34,5 Milliarden Euro. Die Prämien für erneuerbare Energien 5.266 Mio. Das heißt, dass zwar niemand leugnet, dass erneuerbare Energien teuer sind, aber sie nicht die größten Kosten (Defizitkosten), sondern 12 Prozent der Kosten des spanischen Stromsystems ausmachen, erklärt Javier García Breva, Vorsitzender der Stiftung "Erneuerbare Energien" und Leiter der Energiebehörde "Arnaiz Consultores."

Und die Produktion wird es nicht sein. Obwohl Spanien mit weniger installierter Leistung als Deutschland gerade der größte Windkrafterzeuger in Europa geworden ist.

 Tatsächlich war es im März die Energie, die in unserem Land am meisten Strom erzeugt hat, indem sie 21 Prozent der Nachfrage deckte, gefolgt von der Kernenergie, den kombinierten Zyklen und der Hydraulik, wie dies von der Vereinigung für Windkraftunternehmen (EAG) berichtet wurde.

Obwohl seine Kosten noch nicht die Netzparität erreicht haben, könnte dieser Tag näher sein als erwartet. Vor allem in den extrapeninsularen Systemen.

Netzparität

Die Produktion mit erneuerbaren Energien, insbesondere Windkraft, ist auf den Kanarischen Inseln billiger als mit anderen Windkraftanlagen, die vom Verband der Photovoltaikindustrie (ASIF) betrieben werden. Insbesondere sind die durchschnittlichen Kosten für die Erzeugung von Windkraft nach einem Bericht des Innovativen Unternehmensverbandes und des Clusters der Unternehmen für erneuerbare Energien, Umwelt und Wasserressourcen der Kanarischen Inseln auf den Kanarischen Inseln geringer als die normalen (vor allem fuel) Windkraftanlagen auf den gesamten Grenadinen.

Etwas, das sich in absehbarer Zeit im Peninsular-System abspielen wird. Es ist möglich, dass in einem oder zwei Jahren die Windkraft in das elektrische System ohne Prämien eindringen wird, so Enrique Soria vom Zentrum für Energie, Umwelt und Technologie (Ciemat).

In Photovoltaik, von EPIA, dem Arbeitgeber des Sektors, schätzen sie, dass die 100 kW-Anlagen zwischen 2013 und 2014 wettbewerbsfähig sein werden und in 2016-17 die Dachanlagen. Das hängt jedoch davon ab, ob der Markt eines jeden Landes wächst oder nicht. Und dass sie wirklich wächst, nicht dass einige Gegner die durch gasbetriebene Stromerzeugungsanlagen erzeugte Energie als erneuerbare Energie verkaufen, um Geld zu verdienen, auch wenn die Sonne nicht mehr strahlt, und dass von der Regierung kleine Quoten oder rückwirkende Maßnahmen auf den Sektor übertragen werden, der sogar die Ablehnung (nicht die Beschwerde) der Europäischen Kommission verursacht hat.

In der Zwischenzeit sind die Kosten jedoch rückläufig. ● Ein Photovoltaik-Panel im Jahr 2007 lag heute bei vier Euro pro Watt Spitzenleistung, so Breva, ehemaliger Direktor des Instituts für Diversifizierung und Energieeinsparung (IDAE).

Früher oder später werden die erneuerbaren Geräte das elektrische System in die Luft jagen. Und das sind die Herausforderungen. Um ein zuverlässiges, sicheres und kostenwirksames System zu schaffen, ist es von entscheidender Bedeutung, zu wissen, was zu tun ist, wenn die erneuerbare Generation an einem Tag über dem Verbrauch liegt. Und dieser Tag ist gekommen. 2010 waren die kombinierten Zyklen laut Sedimas halb Stunden in Betrieb, da die hohen Niederschlagsmengen die hydraulische Produktion in die Höhe stürzten (36.568 GWh, laut REE die höchste Zahl seit 1997). Eine positive Sache, weil sie eine sauberere Quelle ist, aber ein weiteres Dilemma darstellt: Ist es lohnend, so viele schlafende Pflanzen zu haben und Millionen für diesen Service zu bezahlen? Um diese andere Debatte zu vermeiden, ist die Speicherung von Energie von entscheidender Bedeutung.

Zurzeit gibt es mehrere Hybridsysteme, die die Nutzung der Sonnenenergie ermöglichen, um den für den Betrieb eines Kombikreislaufkraftwerks, Kohle oder Biomasse erforderlichen Dampf zu erzeugen, wodurch Brennstoff und Emissionen eingespart werden.

Aber in Zukunft wird es wichtig sein, die Energie zu bewahren, wenn der Wind nicht weht oder keine Sonne da ist. Sie wird gespeichert. Und eine der Möglichkeiten, dies zu erreichen, besteht darin, dies mit ausgeschmolzenen Salzen zu tun, die auf Solarthermieanlagen angewendet werden.

7,5 Stunden Lagerung

Diese Technik ist in Spanien in den Parabolzylinderkraftwerken implementiert. Über die Hälfte der 1000 MW installierte Leistung verfügt über eine thermische Speicherung durch ausgeschmolzene Salze, die es ermöglicht, 7 1⁄2 Stunden lang 1 GWh Wärme zu speichern und 375 MWh elektrische Energie zu erzeugen. Das erklärt Manuel Silva Pérez von der Gruppe für Thermodynamik und erneuerbare Energien der Universität Sevilla.

Und im Juni wird das Gemasolar-Zentrum in Sevilla in Betrieb gehen, das 15 Stunden lang Energie speichern kann. Damit wird es möglich sein, 24 Stunden am Tag von April bis September und im Winter etwa acht Stunden lang Energie aus erneuerbaren Quellen zu erzeugen.

Der Betrieb der thermischen Lagerung von ausgeschmolzenen Salzen ermöglicht die Erzeugung von Elektrizität in Abwesenheit von Sonneneinstrahlung ganz einfach. ● Die Sonne erwärmt das Wärmeöl bis zu 399 °C, wodurch Dampf erzeugt und die Turbine bewegt werden kann. Mit der überschüssigen Hitze werden die Salze über 380oC erhitzt, und wenn es keine Sonne gibt, ermöglicht die von den Salzen erhaltene Wärme die Dampferzeugung und damit die Stromerzeugung durch die Bewegung der Turbinen, erklärt Silva.

Reversibel

Ein weiterer Mechanismus ist mit umkehrbaren Wasserkraftwerken. Es ist Spanien bereits 3.000 MW umkehrbare Kraftwerke installiert, die die Erzeugung von Energie für etwa eine Million Menschen ermöglichen, und das Ziel ist es, bis 2016 6.000 MW zu erreichen, erinnert sich Soria.

Sie sollen den Energiebedarf in Spitzenzeiten decken und die Energie in Talstunden speichern. Zu den Vorteilen von Kraftwerken wird hinzugefügt, dass sie die überschüssigen Produktionen nutzen, die während der Talzeit (z. B. der Atomzeit) zur Wasserpumpierung vorhanden sein könnten, und nachts eine Turbine schaffen, indem sie große Energiemengen auf preisgünstige Weise speichern können, so Soria.

Eine weitere Möglichkeit, Energie zu speichern, besteht darin, dies mit Druckluft zu tun. Die CAES-Technologie (Compressed Air Energy Storage) ermöglicht die Kompression der Luft durch leistungsstarke Elektromotoren in einer Höhle ohne Risse oder in einer unterirdischen geologischen Formation.

Druckluft

Wenn man also täglich Energie erzeugen will, d. h. wenn die Nachfrage steigt, bewegt sich die Luft in die Turbinen, die Elektrizität erzeugen. Allerdings benötigen sie noch fossile Brennstoffe, aber bis zu 50 Prozent weniger als ein traditionelles Kraftwerk. ● Die Verwendung dieser Druckluft mit Windkraftanlagen wird ebenfalls untersucht. Es ist etwas teurer als die thermische und hydraulische Lagerung, aber man weiß nie, wie es sich entwickeln wird, es geht weiter, Soria.

Zwei Arten von Batterien

Batterien sind eine weitere Speicheroption. Es gibt zwei Arten. Lithium-Ionen-Fahrzeuge und Redox-Fluss. Die ersten können verwendet werden, um Energie in der Tarifspitze zu speichern. Das heißt, nachts und am Tag verkaufen, was es ermöglichen würde, den Energiebedarf zu bewältigen, erklärt Soria. Allerdings ist die Talstundengebühr für den Hausnutzer nicht mehr verfügbar, so dass sie zumindest heute nicht so rentabel wäre, obwohl man immer wieder auf die frühere Situation zurückblicken könnte. Was die Frage betrifft, ob die Batterien betroffen sein könnten, wie es auch bei einem nicht ordnungsgemäß aufgeladenen Handy der Fall ist, so versichert Soria, dass sie zwar empfindlich sind, aber immer mehr Lade- und Entladungszyklen standhalten können.

Der Hauptunterschied zwischen diesen und denen des Redox-Flusses besteht darin, dass das Aufladen sofort erfolgt, so dass der Fahrer auf einer langen Strecke keine Zeit an diesem Halt vergeuden würde. Allerdings können die Fahrzeuge bereits zu 80 Prozent mit dem schnellen Aufladen aufgeladen werden.

Schwungräder

Trägheitslenkräder sind eine andere Option. ● Es ist wie ein Rad, das sich dreht und es ermöglicht, die Windkraft entweder in jeder Windkraftanlage oder in einer Anlage zu speichern. ●Es ist nicht so, dass sie wirklich Energie speichern, sondern die Produktion mit einer erschwinglichen Technologie regelmäßiger machen können.

Definitiv gibt es Maßnahmen, und im Laufe der Zeit wird es mehr geben. Wer weiß, vielleicht wird in Zukunft der Mix aus erneuerbaren Energien optimal sein, wofür das Netz in Spanien noch verbessert werden muss (das haben sie bereits getan). Vielleicht wird die heute so große Energiespeicherung, wenn das Elektroauto durchdringt, immer weniger lebenswichtig sein.

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