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25. August 2017

Energie intelligent speichern: forschen, querdenken und neue Wege gehen

Die Zukunft erfordert innovative Lösungen zur Erzeugung, Speicherung und Verteilung von Energie. Von Power-to-Gas in Österreich bis zum Brooklyn Microgrid in New York: flow präsentiert Forschungsprojekte rund um den Globus.

Schwankende Stromerträge aus Wind- und Sonnenkraft, fluktuierende Preise auf den internationalen Strommärkten, der Branchenwandel durch die Digitalisierung und Herausforderungen im Klimaschutz: Ohne intelligente Netze, flexible Energiedienstleistungen und vielfältige Energiespeicher wird die Energiezukunft nicht funktionieren. Unterschiedliche Projekte in Österreich und international zeigen innovative Wege der Erzeugung, Speicherung und Verteilung von Energie. Bereichsübergreifend, interdisziplinär und kooperativ sind die Attribute für künftige Energiesysteme. Folglich wird auch branchenübergreifend geforscht und entwickelt – zum Beispiel, was die smarte Steuerung von Lasten im Stromnetz oder die dringend benötigte Speicherung von überschüssigem Strom aus Erzeugungsspitzen betrifft.
Das Projekt "Underground Sun Storage" untersucht die Bodenspeicherung von synthetischen Gasen.
Das Projekt „Underground Sun Storage“ untersucht die Bodenspeicherung von synthetischen Gasen. © Karin Lohberger Photography

Stromspeicher als Schlüssel
Batteriespeicher spielen in der Elektromobilität und bei der kurzzeitigen Speicherung von Strom eine große Rolle. Es gibt aber auch andere Wege der Speicherung von Energie aus Erneuerbaren. Eine bewährte Form sind Pumpspeicherkraftwerke. Doch der Bedarf in Europa ist groß und der Ausbau weiterer Kapazitäten – und damit die Investition in Großprojekte – nicht immer möglich. Eine andere, innovative Möglichkeit bietet die direkte Umwandlung von Strom in den wertvollen Rohstoff Wasserstoff. Dieser Prozess ist für die Speicherung von überschüssigem Strom, aber auch zur Herstellung von Prozessgas für Industriesektoren interessant, die Wasserstoff als Industriegas einsetzen. In zwei Projekten in Österreich werden derzeit Power-to-Gas-Verfahren in größerem Maßstab in der Praxis getestet und marktreife Lösungen entwickelt.

Sonne in den Boden bringen
An einer ausgeförderten Erdgas-Lagerstatte in Oberösterreich wird seit 2014 das Verhalten von ins poröse Gestein eingebrachtem Wasserstoff erforscht, der mit erneuerbarem Strom erzeugt wird. Unter der Führung der RAG, eines großen Betreibers von Erdgasspeichern in Österreich, wird im Projekt „Underground Sun Storage“ die technische und wirtschaftliche Machbarkeit der Bodenspeicherung von synthetischen Gasen untersucht. Das Projekt ist mit Mitteln des Klima- und Energiefonds gefördert. Dabei wird Wasserstoff unter Verwendung von Strom aus Erneuerbaren in einem Elektrolyseverfahren aus Wasser hergestellt. Mithilfe von CO2 weiter zu Methan gewandelt, kann das synthetische Erdgas lokal langfristig gespeichert werden, um es bei Bedarf ins bestehende Gasnetz einzuspeisen. Bis Juni 2016 wurde in die Versuchslagerstätte ein Gemisch von Erdgas mit insgesamt 115.000 Nm3 (Normkubikmetern) Wasserstoff eingebracht. Der Wasserstoffanteil im Speicher beträgt 10 %.

„Das Forschungsprojekt läuft noch bis Mitte 2017. Bisher konnten wir schon sehr positive Erkenntnisse aus Laborversuchen gemeinsam mit der Universität für Bodenkultur und der Montanuniversität Leoben Gewinnen“, ist Stephan Bauer, Leiter Power to Gas, Innovation und Entwicklung bei der RAG, zuversichtlich. Für den Projektleiter sind Gasspeicher aufgrund der guten geologischen Voraussetzungen in Österreich die Energiespeicher der Zukunft schlechthin. „Der Energieträger Gas lässt sich in großen Mengen sicher und unsichtbar in bereits vorhandener unterirdischer Infrastruktur transportieren und in ebenso vorhandenen natürlichen Gaslagerstätten umweltfreundlich speichern“, betont Bauer. VERBUND hat sich im Projekt in Zusammenarbeit mit dem Energieinstitut an der Johannes Kepler Universität Linz zum Ziel gesetzt, ökonomische und rechtliche Analysen der Power-to-Gas-Technologie zu erarbeiten.

Neue Wege gehen: Drei Erfolgsprojekte für die Energiezukunft

  • Brooklyn Microgrid
    Wer einen Blick in die Zukunft der dezentralen Energieversorgung werfen möchte, kann dies in New York tun. In den Stadtteilen Gowanus und Park Slope in Brooklyn erzeugen Haushalte über Photovoltaik Strom sowohl für den Eigenbedarf als auch für die der Nachbarn. Erzeuger und Verbraucher sind in einem Microgrid vernetzt. Die IT-Lösung zur Netzsteuerung und Abrechnung im „TransActive Grid“ basiert auf der Blockchain-Technologie, einer verteilt organisierten Infrastruktur für den Datenaustausch. Das Netz umfasst derzeit zehn Teilnehmer. An der Erweiterung wird gearbeitet.
  • Energiecoach twingz
    Das niederösterreichische Start-up twingz hat mit eCoach und eButler Produkte für die intelligente Steuerung und Optimierung des Energieverbrauchs in Haushalten und Unternehmen entwickelt. Auf Basis von Wetterdaten werden Prognosen für die Energieproduktion aus Photovoltaik- oder Solarthermieanlagen errechnet. Haushaltsgeräte werden erst eingeschaltet oder gesteuert, wenn genügend Energie aus der Eigenproduktion vorliegt. Eine App zeigt Vorschläge zur Erhöhung des Eigenverbrauchs an, um insgesamt deutliche Einsparungen erzielen zu können.
  • H2FUTURE
    Mit Start im Jänner 2017 setzt H2FUTURE einen großen Schritt für die Entwicklung von Industrieprozessen in Europa hin zu Klimaschutz und Nachhaltigkeit. In den nächsten Jahren wird am Standort der voestalpine in Linz die Produktion von grünem Wasserstoff mittels PEM-Elektrolyseur sowie dessen Einsatz für Netzdienstleistungen demonstriert und getestet. Der aus Ökostrom gewonnene Wasserstoff ersetzt fossile Einsatzstoffe in der Stahlerzeugung. Partner des von VERBUND geleiteten EU-Projekts sind voestalpine, Siemens, APG, das metallurgische Kompetenzzentrum K1-MET und der Forschungspartner ECN.

Quelle: flow 15, Herausgeber VERBUND, Autor Martin Szelgrad

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