OPTIMIERTER SPEICHERBEDARF FÜR 100% ERNEUERBAREN STROM

Wolfgang Richter, Franz Georg Pikl, Gerald Zenz, Kaspar Vereide, Elena Pummer, Leif Lia

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Abstract

Die Stromspeicherung ist eine grundlegende Voraussetzung für die globale Umstellung auf ein erneuerbares und dekarbonisiertes Energiesystem. Mehrere Technologien konkurrieren miteinander, und der Weg zu diesem Ziel wird auf vielen verschiedenen Ebenen und zwischen verschiedenen technischen Ansätzen mit unterschiedlichen Vor- und Nachteilen vorangetrieben. Pumpspeicherkraftwerke bieten eine ausgereifte und hocheffiziente Lösung zum Energieausgleich und zur Energiespeicherung, welche seit mehr als 110 Jahren genutzt und weiterentwickelt wird. Die Autoren zeigen, dass Pumpspeicherkraftwerke ein nachhaltiger Schlüssel für eine effiziente und nachhaltige globale Energiewende mit einem hohen Grad der Elektrifizierung sind.
In diesem Artikel werden Speichertechnologien verglichen und eine Fallstudie vorgestellt, wobei eine 100% ige Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen in Deutschland erreicht wird. Dazu werden die stündlichen Produktionsdaten der erneuerbaren Energiequellen aus den Jahren 2012 bis 2019 dahingehend extrapoliert um bilanziell 100% des Bedarfs in Deutschland zu decken. Insbesondere werden dazu die Wind- und Solarkraft für jedes Jahr mit einem spezifischen Ausbaufaktor multipliziert. Der Artikel zeigt, wie eine vollständige erneuerbare Produktion durch die Integration von Pumpspeicherkraftwerken bzw. Pumpspeicherkraftwerke in Kombination mit großen Wasserspeichern ermöglicht wird. Ein Vergleich mit einem Power-to-Gas-Ansatz wird gezogen. Es wird darüber diskutiert den entstehenden Speicherbedarf für Deutschland mit dem Potential der umliegenden Länder mit topografisch günstigen Gegebenheiten vollständig mit Pumpspeicherkraftwerke als Energiespeicher zu decken, um energetische Vorteile durch signifikante Effizienzgewinne für die gesamte Strom-handelsregion zu erzielen. Die spezifische Rolle Norwegens wird in Bezug auf seine technischen und geografischen Randbedingungen zur Unterstützung der europäischen Energiewende unterstrichen. Der Artikel hebt die Herausforderungen und Vorteile eines integrierten Systems für erneuerbare Energien hervor, indem konventionelle Pump-speicherkraftwerke sowie optimierte Untertage-Pumpspeicherkraftwerke gebaut werden. Die Ergebnisse zeigen signifikante Vorteile von Pumpspeicherkraftwerke gegenüber Power-to-Gas hinsichtlich der Energieeffizienz als auch des Einsatzgrades. Eine Analyse der spezifischen Investitionskosten zeigt zudem eindeutig, dass Pumpspeicherkraftwerke im Vergleich zu Li-Ionen Batterien und Power-to-Gas Anlagen mit Abstand die günstigsten spezifischen Gesamtinvestitionskosten aufweisen.
Originalsprachedeutsch
TitelFUTURE OF ENERGY
UntertitelInnovationen für eine klimaneutrale Zukunft
PublikationsstatusAngenommen/In Druck - 16 Feb. 2022
Veranstaltung17. Symposium Energieinnovation : Future of Energy - Innovationen für eine klimaneutrale Zukunft: EnInnov 2022 - Virtuell, Österreich
Dauer: 16 Feb. 202218 Feb. 2022
https://www.tugraz.at/events/eninnov2022/home/

Konferenz

Konferenz17. Symposium Energieinnovation : Future of Energy - Innovationen für eine klimaneutrale Zukunft
KurztitelEnInnov2022
Land/GebietÖsterreich
OrtVirtuell
Zeitraum16/02/2218/02/22
Internetadresse

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