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Power to X

battery
Posted in Ratgeber, Energie

Strom kann nicht gespeichert werden, sondern muss immer verbraucht werden. Doch stimmt diese Aussage? Definitiv. Strom kann nicht gespeichert werden, sondern lediglich Energie. Aber es gibt Möglichkeiten Stromüberschüsse, welche zumindest „grün“ produziert werden, zu speichern. Dies funktioniert in Form von Batterien oder als potentielle Energie.

Potentielle Energie

Potentielle Energie ist zur Verfügung stehende Energie, welche derzeit nicht genützt wird. Sofern ein Stromüberschuss vorliegt können Pumpen Wasser in einen Stausee pumpen (benötigt Energie – de facto Strom). Liegt eine Stromknappheit vor, kann das Wasser abgelassen werden und der Generator stellt wieder Strom zur Verfügung. De facto ein simples Prinzip, mit einigen kleinen Einschränkungen: Dem Wirkungsgrad.

Wirkungsgrad

An Sommertagen verdunstet Wasser im Stausee, wodurch der Wirkungsgrad sinkt. Auch die Pumpe zum hinaufpumpen sowie der Stromgenerator bei der Erzeugung haben keinen Wirkungsgrad von 100%. Sie produzieren Wärme, wodurch sich der Wirkungsgrad de facto verringert. Auch die Leitungen von und zum Stausee weisen einen geringen Leitungsverlust auf.

Beispiel: Die Pumpe hat einen Wirkungsgrad von 0,95, der Generator kommt auf 0,97 und es verdunsten pro Tag etwa 0,5% des Stausees. Das Leitungsnetz weist einen Verlust von 0,1% auf. Angenommen wir berechnen nun einen Tageslauf und stecken 1 MW Strom hinein, so bedeutet dies folgendes:

Wirkungsgrad = 0,999 (Leitung) * 0,95 (Pumpe) * 0,995 (Stausee) * 0,97 Generator * 0,999 (Leitung) = 0,915

Dies bedeutet rund 8,5% wird in andere Energieformen umgewandelt – etwa in Wärme oder durch Verdunstung.

Energieformen

Batterie, Stausee, Wärme, Kälte

Systemoptimierung

Eine weitere Möglichkeit (aber große Herausforderung für das Netz und eine Unübersichtlichkeit in der Verrechnung) ist die Verbindung zwischen Strom, Wärme und Verkehr. Dies bedeutet, es soll alles (ähnlich wie beim Internet of Things) vernetzt werden: Industrie, Gebäude, Mobilität, Stromnetz, Erzeugungs- und Verbrauchanlagen. Diese Definition würde über das Smart Grid hinausführen und könnte als Electricity of Things oder Energy of Things definiert werden. In Summe wird zwar der Wirkungsgrad erhöht, auf der anderen Seite allerdings durch Messgeräte, Abrechnung, Netzausbauten verschlechtert.

Elektrolyse und Wasserstoff

Eine weitere Möglichkeit wäre es, den Strom in Form von Wasserstoff zu speichern. Dafür muss zuerst Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff gespaltet werden. Dies ist höchst energieaufwendig. 

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