Hightech-Projekte zur Energiewende

Wird international über grüne Technologien gesprochen, fällt der Name Deutschland fast automatisch. Bei vielen Technologien sind deutsche Unternehmen heute Marktführer in einem global stark wachsenden Markt. Die Bundesregierung setzt ehrgeizige Ziele für den Ausbau erneuerbarer Energien. Im Text werden einige Projekte vorgestellt, die die Energiewende ganz praktisch fördern. Daran ist der hohe Stand des deutschen Know-how deutlich zu erkennen.

Windkraft-Akkus auf dem Meeresgrund

Es wird von manchen einfach „Meeres-Ei“ genannt. Offiziell trägt das Projekt den Namen StEnSea: Storing Energy at Sea. Dabei geht es um eine Hohlkugel aus Beton, die überschüssige Windenergie am Meeresboden speichern und bei Bedarf wieder freigaben soll. Was die Forscher des Kassel-Fraunhofer-Instituts ausgearbeitet haben, soll das Grundproblem lösen, Offshore-Windenergie als zuverlässigen Energielieferanten zu nutzen. Der Wind bläst nicht konstant. Bei Sturm müssen die Rotorblätter der Windparks oft außer Betrieb sein, damit die Leitungen des Stromnetzes nicht überlastet werden. Pumpspeicherkraftwerke können zwar solche Überschüsse aufnehmen, aber brauchen viel Fläche und einen ausreichenden Höhenunterschied. Hier wird das Prinzip der Pumpspeicherkraftwerke vom Land aufs Meer übertragen. Die gigantische Hohlkugel aus Beton kann den auf dem Meer oder in Küstennähe gewonnenen Strom speichern. Wird elektrischer Strom benötigt, wird die Kugel geflutet. Das einströmende Wasser treibt eine Turbine an, die Strom erzeugt und ins Netz speist. Beim Überschuss im Stromnetz wird das Wasser aus der Hohlkugel gepumpt und dadurch wird die Energie gespeichert, bis sie beim nächsten Füllen wieder freigegeben wird. Mit diesem neuartigen Pumpspeicherkonzept kommen deutsche Forscher in die erste Reihe der internationalen Forschung.

Virtuelles Öko-Kraftwerk

Auch ein Kind weiß, dass der Strom aus der Steckdose kommt. Doch zukünftig wird er häufig auch aus „virtuellen“ Öko-Kraftwerken stammen, die durch ein intelligentes Stromnetz miteinander gekoppelt sind. Kürzlich wurde in Aachen eine neue Variante testweise in Betrieb genommen. Dabei werden 25 kleine Blockheizkraftwerke, die in Häusern gleichzeitig Strom und Wärme liefern, zu einem Verbund zusammengeschaltet und zentral wie ein einziges Kraftwerk gesteuert. Als Brennstoff dient Wasserstoff, der vor Ort aus Erdgas hergestellt wird. Der besondere Vorteil: Die Energie wird dort produziert, wo sie benötigt wird. Das entlastet die Stromverteilungsnetze und vermeidet Übertragungsverluste. Außerdem wird das zukünftige Energiesystem auch „smart“ sein, intelligent und flexibel. Als „virtuelle Kraftwerke“ lassen sich etwa auch Windräder, Solarmodule und Biogasanlagen zusammenfassen, die in verschiedenen Regionen stehen können. Der Bundesumweltminister schätzte das Projekt als Beginn einer ganz neuen Entwicklung. Virtuelle Kraftwerksverbünde seien „zukunftsweisende Meilensteine auf dem Weg zu einer erfolgreichen Energiewende“.

Die „Power to Gas“-Technologie

Das Erdgas-Netz als Speicher für Strom? Klingt unglaublich, ist aber eine zukunftsweisende Technologie. Mit ihr sollen Schwankungen bei der Einspeisung von Wind- und Solarenergie ausglichen werden. Konventionellen Kraftwerke liefern Strom kontinuierlich oder werden nach Bedarf zugeschaltet oder heruntergefahren, wenn der Verbrauch steigt oder sinkt. Bei Ökostrom funktioniert das nur eingeschränkt. Da die Einspeisung von Wind- und Solarenergie schwankt, muss ein Ausgleich geschaffen werden, wenn sie zu viel oder zu wenig Strom ins Netz liefern. Ein Hoffnungsträger ist hier die „Power to Gas“ - Technologie, die in rund 20 Pilotanlagen in Deutschland erprobt wird. Dabei wird überschüssiger Ökostrom genutzt, um Wasser per Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zu zerlegen. Der Wasserstoff wird entweder in kleinen Anteilen direkt im Erdgas-Netz gespeichert oder vorher in Methan umgewandelt. Das Gas kann später in Kraftwerken wieder zur Stromproduktion genutzt werden. Die weltgrößte Forschungsanlage der Methan-Variante wurde kürzlich in Stuttgart in Betrieb genommen.