Ein Jahr später als geplant hat Ende September die Expo 2020 in Dubai ihre Tore geöffnet - und unter den 36 Projekten im deutschen Pavillon ist auch das Thema Nachhaltigkeit und erneuerbare Energien vertreten.
Pumpspeichertechnologie nutzt Wasserdruck
So präsentiert das Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE mit StEnSea - Stored Energy in the Sea ein neuartiges Meeres-Pump-Speicher-System, wie das Institut in einer Presseinformation schreibt. „Auf dem Meeresboden installierte Pumpspeicherkraftwerke können in großen Wassertiefen den hohen Wasserdruck nutzen, um mit Hilfe von Hohlkörpern Stromenergie speichern zu können“, erläutert Horst Schmidt-Böcking, emeritierter Professor der Universität in Frankfurt und Mitentwickler der Idee. Damit ließen sich enorme Mengen durch Offshore-Windkraft erzeugten Stroms bereits vor Ort im Meer zwischenspeichern. In Küstennähe mit großen Meerestiefen könnten Offshore-Pumpspeicherkraftwerke auch zum Stromnetzausgleich an Land beitragen.
„Im Projekt StEnSea haben wir nach Machbarbarkeits- und Potentialstudien ein Funktionsmodell im Modellmaßstab 1:10 entwickelt und 2016 erfolgreich im Bodensee getestet“, erläutert Dr. Matthias Puchta, Projektleiter am Fraunhofer IEE in Kassel. Die wirtschaftliche Anwendung für solche Speichersysteme liege in Meerestiefen von 600 bis 800 Metern. Mögliche Standorte fänden sich insbesondere vor den Küsten Europas, Japans und den USA. „Das von uns ermittelte Potential liegt bei rund dem 1.000-fachen der heute weltweit installierten Pumpspeicherleistung - das ist ein wichtiger Beitrag zur internationalen Energiewende“, unterstreicht Puchta.
Nach erfolgreichen Test soll ein erster Speicher in Norwegen umgesetzt werden
Nach dem erfolgreichen Test im Bodensee will das IEE in der nächsten Stufe eine dreimal so große Betonkugel bauen, die dann zirka das 50 bis 100-fache an Energie speichern kann. Dafür wurden weltweit mögliche Standorte recherchiert und genauer untersucht. „Im Ergebnis wäre eine Umsetzung in Norwegen sehr vielversprechend. Darüber hinaus haben wir die Ergebnisse des Projektes mit möglichen industriellen Partnern diskutiert und weiteren Forschungsbedarf identifiziert“, erläutert Fraunhofer-Bereichsleiter Jochen Bard, der sich derzeit für die Bildung eines neuen internationalen Projektkonsortiums engagiert.
„Perspektivisch sehen wir mit heutiger standardisierter und verfügbarer Technik bei der Speicherkapazität von 20 MWh pro Kugel ein weltweites Potenzial mit einer elektrischen Gesamtspeicherkapazität von 893.000 MWh“, beschreibt Bard die Möglichkeiten. „In zukünftigen Parks mit einer großen Anzahl solcher Anlagen können sich damit vergleichsweise niedrige Speicher-Zykluskosten von voraussichtlich zwei Cent pro kWh ergeben. Damit ließen sich kostengünstig wichtige Ausgleichsbeiträge für die schwankende Erzeugung aus Wind und Sonne für die weltweite Energiewende leisten“, ist Bard überzeugt.
Geothermie aus München
Ganz konkret in der Gegenwart ist das Projekt der Stadtwerke München. Im „Energy Lab“ zeigen die SWM auf spielerische Art, wie die nachhaltige und klimafreundliche Wärmeversorgung für eine Millionenstadt Realität wird. Besucherinnen und Besucher tauchen an einem Funktionsmodell mit einer Sonde in den Münchner Untergrund vor und erfahren mehr zur Bodenbeschaffenheit in der Tiefe und zum Thermalwasser. Technische und geologische Erläuterungen runden das Info-Erlebnis ab. Bis spätestens 2040 soll Münchens Fernwärmebedarf bis CO2-neutral und überwiegend mit Geothermie gedeckt werden.
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