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Abb. 24: Arbeiten am Netz der Zukunft.
© E.ON Kraftwerke GmbH
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Stromspeicher und das Netz der Zukunft

Unser bisheriges Stromnetz ist im Wandel. Die zunehmende, aber fluktuierende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und dezentralen Anlagen der Kraft- Wärme-Kopplung soll integriert werden. Wachsende Strommengen sind temporär zu speichern und national wie international verlustarm über große Entfernungen zu transportieren. Für die Zukunft werden effiziente und wirtschaftliche Technologien zur Stromspeicherung und für ein vielseitigeres Netz der Zukunft gesucht.

Mobile und portable Stromspeicher könnten künftig eine Schlüsselkomponente werden. Potenzielle Einsatzgebiete liegen in Fahrzeugen mit Hybrid- oder Elektroantrieb, im kurzzeitigem Leistungsspeichern und langfristigem Energiespeichern innerhalb des Netzes sowie in der Vielzahlmobiler Geräte aus den Bereichen Kommunikation und Informationstechnologien. So kann die fluktuierende Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien besser mit der wechselhaften Nachfrage in Übereinstimmung gebracht werden.

Das im Frühjahr 2008 veröffentlichte Förderkonzept „Stromspeicher“ des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie (BMWi) benennt Schwerpunkte für Forschung und Entwicklung: Adiabate Druckluftspeicher, die auch die Kompressionswärme speichern und nutzen, Weiterentwicklung von Schwungradspeichern mit supraleitenden Magnetlagern, Supraleitende Magnetische Energiespeicher (SMES), elektrochemische Doppelschichtkondensatoren (so genannte Supercaps) sowie elektrochemische Speicher, z. B. Lithium-Ionen-Batterien. Forschungsziele sind weitere Kostensenkungen, Effizienzsteigerungen und bei den Batterien die Erhöhung der Zyklenfestigkeit. Hierbei sollen Synergieeffekte zwischen Grundlagen- und Anwendungsforschung sowie stationären und mobilen Anwendungen genutzt werden.

Netz der Zukunft

In Deutschland gibt es rund 1,7 Mio. km Stromnetze auf 4 verschiedenen Spannungsniveaus (Höchst-, Hoch-, Mittel- und Niederspannung). Bisher ist das Netz eine Einbahnstraße, auf der Strom von der Höchst- auf die Niederspannungsebene fließt und ein Informationsaustausch zwischen Stromerzeugung und Nachfrage nicht vorgesehen ist. Die Netzinfrastruktur ist überwiegend bereits seit mehr als 40 Jahren in Betrieb und bedarf einer grundlegenden Modernisierung. Gründe hierfür liegen in der wachsenden Strommenge aus dezentralen Anlagen und der Zunahme des Stromtransports, national zwischen Erzeugungsschwerpunkten (z. B. Offshore-Windparks) und den südlicheren Ballungsräumen sowie international zwischen den west- und osteuropäischen Stromnetzen als Voraussetzung für den Stromhandel.

Ziel des BMWi Förderkonzepts „Netze für die Stromversorgung der Zukunft“ ist, dass die Netzstruktur mit der dynamischen Entwicklung der Stromerzeugung Schritt halten soll und künftig eine möglichst effiziente Technologie zum Einsatz kommt. Forschungsschwerpunkte sind neue Leitungen und Komponenten, z. B. supraleitende Bauteile, und neue Technologien, z. B. die Hochspannungs- Gleichstrom-Übertragung (HGÜ), mittels der Strom verlustarm über große Distanzen transportiert werden kann.

In den Verteilnetzen sollen sogenannte Smart Grids mithilfe moderner Informations- und Kommunikationstechnik eine intelligente Verknüpfung von Angebot und Nachfrage ermöglichen und steuern. Auch soll die zeitlich variable Nachfrage möglichst in Schwachlastzeiten verschoben werden. Ebenso sind Modellbildungen, Prognoseinstrumente, die europaweite Harmonisierung von Normen und Standards sowie Sicherheits- und Qualitätsanforderungen Bausteine des Konzepts.

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