Energiesparmaßnahmen zur Reduzierung der Abhängigkeit

Zitat von Wolfgang Autenrieth

Seit Mai 2023 hat sich die Batterie-Gesamtspeicherkapazität für Elektrizität um etwa 150 % erhöht – von 8 GWh auf 20 GWh.

Und welcher Anteil davon steht tatsächlich für die Netzstabilisierung zur Verfügung? Die, die in privaten Haushalten stehen sicher nicht.

Zitat von Wolfgang Autenrieth

Die klassischen Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland verfügen über eine Kapazität von rund 39 GWh Speicherkapazität.

Die gab es schon vor der Energiewende und wurden entsprechend genutzt. Die bringen also für die Energiewende keinen zusätzlichen Effekt.

Zitat von Wolfgang Autenrieth

Es geschieht genau das Gegenteil. Du speicherst damit ja auch für den eigenen Bedarf.

Dafür gibt es LiFePo-Batterien. Die teuere Autobatterie will ich dafür nicht nehmen.

Batteriespeicherkraftwerke dienen der Netzstabilität, Pumpspeicherkraftwerke dienen der Versorgung in den energiearmen Phasen morgens und abends, keines von beidem ist auch nur im Ansatz geeignet, Phasen von Wochen mit schlechtem Wetter oder generell die Wintermonate zu überbrücken. Die Kosten für gewerbliche Batteriespeicher liegen im mittleren dreistelligen Bereich pro kWh, man muss sie also für grob 5000 Ladezyklen Nutzen, und eine Chance zu haben, die Kosten wieder rein zu bekommen. (Realistisch kann man ca. 10ct/kWh verdienen, wenn man gratis läd.)

Zitat von s3g4

Dafür gibt es LiFePo-Batterien. Die teuere Autobatterie will ich dafür nicht nehmen.

Die Großspeicher aus Autobatterien verwenden "Second-Life-Batterien". Diese bringen nicht mehr den "Peak", der für den Fahrbereich benötigt wird, haben dennoch eine Restlebensdauer von 8-10 Jahren und 2000-4000 Ladezyklen. Investitionskosten werden mit 100 €/kWh angegeben. Das ist wohl wirtschaftlich interessant und bietet - in Kombination mit Abschreibungsmöglichkeiten und Zuschüssen eine sehr gute Rendite. Da sind schon einige in den Startlöchern und/oder bereits in der Einspeisungsphase. 'Eingekauft' wird Strom in Überproduktionszeiten - wobei bereits beim Einkauf verdient wird. Diese Speicher dienen auch zur Verbesserung der Netzstabilität.
Spannend sind auch die neuen Batterieentwicklungen, die ohne das teure Lithium auskommen - wie Batterien aus Eisenoxid (vulgo "Rost") = Eisen-Luft-Batterien.

Zitat

⚙️ Funktionsweise im Überblick

🔄 Entladung (Stromabgabe):

• Die negative Elektrode besteht aus metallischem Eisen.
• Bei der Entladung reagiert das Eisen mit Hydroxid-Ionen (OH⁻) aus dem alkalischen Elektrolyt:
  • Fe + 2OH⁻ → Fe(OH)₂ + 2e⁻
• Das Eisenhydroxid wird weiter zu Eisenoxid (Fe₃O₄) oxidiert:
  • 3Fe(OH)₂ + 2OH⁻ → Fe₃O₄ + 4H₂O + 2e⁻
• An der positiven Elektrode (Luftelektrode) reagiert Sauerstoff aus der Umgebung:
  • O₂ + 2H₂O + 4e⁻ → 4OH⁻
• Die Gesamtreaktion ergibt:
  • 3Fe + 2O₂ → Fe₃O₄

🔄 Ladung (Regeneration):

• Der Prozess läuft umgekehrt ab: Das Eisenoxid wird wieder zu metallischem Eisen reduziert, während Sauerstoff freigesetzt wird.

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📐 Technische Eigenschaften

Merkmal	Wert / Eigenschaft
Zellspannung	ca. 1,28 V
Energiedichte (praktisch)	50–150 Wh/kg, theoretisch bis 764 Wh/kg
Lebensdauer	>10.000 Zyklen, bis zu 30 Jahre
Wirkungsgrad	aktuell 60–70 %, Ziel: >80 %
Rohstoffe	Eisen, Luft, Kaliumhydroxid – sehr günstig

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Zitat von Wolfgang Autenrieth

Die Großspeicher aus Autobatterien verwenden "Second-Life-Batterien". Diese bringen nicht mehr den "Peak", der für den Fahrbereich benötigt wird, haben dennoch eine Restlebensdauer von 8-10 Jahren und 2000-4000 Ladezyklen. Investitionskosten werden mit 100 €/kWh angegeben. Das ist wohl wirtschaftlich interessant und bietet - in Kombination mit Abschreibungsmöglichkeiten und Zuschüssen eine sehr gute Rendite. Da sind schon einige in den Startlöchern und/oder bereits in der Einspeisungsphase. 'Eingekauft' wird Strom in Überproduktionszeiten - wobei bereits beim Einkauf verdient wird. Diese Speicher dienen auch zur Verbesserung der Netzstabilität.
Spannend sind auch die neuen Batterieentwicklungen, die ohne das teure Lithium auskommen - wie Batterien aus Eisenoxid (vulgo "Rost") = Eisen-Luft-Batterien.

Das macht auch durchaus Sinn. Den Akku im Fahrzeug möchte nach heutigem Stand nicht bidirektional verwenden. Stationäre Speicher aus alten (oder neuen) Akkus oder andere schnelle Lasten in Zeiten von Überproduktion sind sehr sehr wichtig. Diese sind am besten auch dezentral. Anders wird unser Stromnetz in Zukunft nicht funktionieren können.

Zitat von s3g4

Das macht auch durchaus Sinn. Den Akku im Fahrzeug möchte nach heutigem Stand nicht bidirektional verwenden. Stationäre Speicher aus alten (oder neuen) Akkus oder andere schnelle Lasten in Zeiten von Überproduktion sind sehr sehr wichtig. Diese sind am besten auch dezentral. Anders wird unser Stromnetz in Zukunft nicht funktionieren können.

Damit könnten wir (insbesondere im hellen Halbjahr) einigermaßen den kurzfristigen Ausgleich zwischen Tag und Nacht schaffen (bzw. glätten). Für den Ausgleich zwischen hellem Halbjahr und dunklem Halbjahr brauchen wir deutlich mehr und andere Möglichkeiten zur Speicherung der Energie bspw. auf chemischem Weg. Hier haben wir verschiedene zu lösende Probleme (bzw. nicht alles lässt sich in diesem Sinne lösen sondern nur verbessern): Die großen Verluste bei der Umwandlung elektrischer Energie in chemische Energie, die Lagerung des Energieträgers (Wasserstoff bspw. ist extrem flüchtig), der Transport des Energieträgers, zentrale große (und leichter zu regelnde Anlagen) vs. kleinteilige Systeme...

Darüber hinaus wird noch sehr viel in die Stabilisierung des Stromnetzes hinein investiert werden müssen.

Synthetische Kraftstoffe auch Wasser und CO2 erzeugen. Diese wären deutlich einfacher in der Lagerung. Der Energieaufwand ist höher, klar. Aber in Zeiten von Überproduktion ist das ja auch das Ziel. Ich finde Wasserstoff insgesamt zu aufwendig in der Handhabung und Lagerung/Transport. Sicherheitstechnisch wäre das in größerem Maßstab auch eine sehr großer Herausforderung, die nicht unbedingt sein muss.

Zitat von Finnegans Wake

Die großen Verluste bei der Umwandlung elektrischer Energie in chemische Energie, die Lagerung des Energieträgers (Wasserstoff bspw. ist extrem flüchtig), der Transport des Energieträgers, zentrale große (und leichter zu regelnde Anlagen) vs. kleinteilige Systeme...

Vielleicht sollte man den Netzbetreibern (kurz EVU) erst einmal das Recht geben selber bestimmen zu dürfen wo die Kunden, die ein solches Speicherkraftwerk aufbauen und betreiben wollen, dieses errichten dürfen. So wäre es z.B. aus Sicht der EVUs wesentlich einfacher Speicherkraftwerke jeglicher Art an den Standorten bestehender oder noch besser ehemaliger Kraftwerke ans Netz anzubinden, weil dort schon die Höchstspannungsleitungen (400kV) und entsprechende Umspannwerke stehen, als wenn man die komplette Infrastruktur "auf der grünen Wiese" erst einmal neu errichten müßte, weil der Kunde das Speicherkraftwerke gerade genau am Wunschstandort errichten will.

Nachtrag: Das sowas bei einer bestehenden Infrastruktur sehr schnell umsetzbar ist, sieht man am Beispiel des ehemaligen Kernkraftwerks in Hamm-Uentrop. Erst stand dort ein Thorium-Hochtemperatur-Reaktor, dann wurde dort aufgrund der vorhandenen Infrastruktur ein Kohlekraftwerk errichtet und jetzt steht dort ein großer Batteriepark als Speicherkraftwerk.
--> https://www.iwr.de/ticker/growing…ath-artikel7277

Die gute alte Fischer Tropsch Synthese könnte eine Strategie sein, würde man sich von dem Glaubenssatz verabschieden, dass man elektrische Energie nicht verschwenden darf. Denn diese Methode ist natürlich mit erheblichen Verlusten verbunden. Da wir aber kein Erdöl mehr verpulvert sondern diese Energie und von Wind und Sinne geschenkt wird spielt der Verlust kaum noch eine Rolle. Vielmehr stellt sich die Frage, ob ich hiermit efuels zu Marktpreisen herstellen kann. Experten sagen bei grossindustrieller Produktin einen Literpreis von zwei Euro voraus. Das sollte leistbar sein. Dann legt Mal los.

Zitat von chemikus08

Glaubenssatz verabschieden, dass man elektrische Energie nicht verschwenden darf

Davon muss man sich eh verabschieden.