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Hannover Messe Neue Energie von Exoten

Nach der Atomkatastrophe in Japan und der Wende in Berlin rücken zuvor kaum beachtete regenerative Stromquellen in den Blick. Die Industrie stellt sich auf die Energiewende der Bundesregierung ein.

06.04.2011 16:49
Frank-Thomas Wenzel und Hendrik Buchheister
Zu den unkonventionellen Methoden der Energiegewinnung zählen Aufwindkraftwerke. Ihre gigantischen Ausmaße machen sie für Europa wenig geeignet: Bis zu 1000 Meter hoch und 100 Meter breit müssen sie sein. An ihrem Fuß soll ein fast fünf Kilometer großes Glasfeld die von der Sonne im Boden erzeugte Hitze zum Turm in der Mitte leiten und die dort integrierten Turbinen antreiben. Foto: Schlaich Bergermann Solar GmbH

Bislang waren es Exoten unter den Erneuerbaren: Aufwindkraftwerke spielten bei den regenerativen Energien kaum eine Rolle, genauso wenig wie Druckluftspeicher. Mit der Energiewende, die die Bundesregierung nun forcieren will, wird sich vieles ändern.

Mehr Strom aus regenerativen Quellen bedeutet, dass die Speicherung von Energie eine größere Bedeutung bekommt. Damit könnte man Reserven aktivieren für die Zeiten, in denen die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht. Für den Energieriesen RWE sind unterirdische Druckluftspeicher dafür eine Lösung.

Zugleich testen Ingenieure Kombikraftwerke, die Windstrom in Gas verwandeln – immerhin mit einem Wirkungsgrad von 60 Prozent.

Auf der Hannover Messe stellen Unternehmen viele dieser neuen Lösungen vor. Zu sehen gibt es aber auch, Verfahren, die längst ausgereift sind, für die aber neue Anwendungsbereiche erschlossen werden. Das gilt auch für die Kraft-Wärme-Kopplung, die bei modernen Gaskraftwerken eingesetzt werden können. Ein Wirkungsgrad bis zu 90 Prozent ist möglich.

In Hannover hat sich in den vergangenen Tagen gezeigt, dass ganze Branchen einen Auftragsschub durch die Energiewende erwarten. Dazu zählen die Maschinen- und Anlagenbauer. Der Branchenverband VDMA rechnet damit, dass auf der Weltmarkt für Windenergieanlagen in diesem Jahr neue Rekorde erzielt werden.

Hiesige Turbinenbauer können sich nach Einschätzung des VDMA darüber freuen, dass solarthermische Kraftwerke in Südeuropa und Nordafrika „immer populärer“ werden. Diese Anlagen nutzen die Sonne, um damit Wasserdampf zu produzieren, der mittels Turbinen Strom erzeugt. Auch die Chancen für Aufwindkraftwerke steigen. Diese Anlagen wurden bereits vor mehr als 20 Jahren konzipiert. Bislang wurden aber wegen der immensen Investitionskosten lediglich Testanlagen errichtet.

Gas aus Strom

Technik: Wie lässt sich Wind- und Sonnenstrom am effektivsten speichern? Eine Lösung ist die sogenannte Power-to-Gas-Methode. Überschüssiger Strom wird genutzt, um Wasser per Elektrolyse in Sauerstoff und Wasserstoff zu spalten. Aus letzterem entsteht in einem zweiten Schritt durch eine chemische Reaktion mit Kohlendioxid Methan – das ist nichts anderes als Erdgas. Es lässt sich ins Erdgasnetz einspeisen, das als riesiger Speicher genutzt werden kann. Bei Bedarf kann das Erdgas zur Stromerzeugung verfeuert werden.
n das Erdgas zur Stromerzeugung verfeuert werden.

Perspektive: Power to Gas ist bislang noch eine ganz junge Technologie. Ende März diesen Jahres wurde eine Laboranlage im rheinland-pfälzischen Morbach ihrer Bestimmung übergeben. Sie hat eine Leistung in Höhe von 25 Kilowatt und nutzt den Strom aus einem Windpark. Ziel ist, eines Tages Anlagen in Serie für regionale Kombikraftwerke zu bauen, die mit der Kopplung von Strom- und Gasnetz die Energiespeicherung für längere Zeiträume ermöglichen. Das Unternehmen Greenpeace-Energy will demnächst in das Geschäft mit dem Gas aus Öko-Strom einsteigen. „Windgas“ heißt das Konzept. Kunden zahlen dann künftig einen Aufschlag von 0,5 Cent auf den normalen Gaspreis. Mit den zusätzlichen Einnahmen sollen in Zukunft Anlagen wie die im rheinland-pfälzischen Morbach sowie kleine Blockheizkraftwerke gefördert werden. fw

Mehr unkonventionelle Formen der Energiegewinnung auf den folgenden Seiten...

Strom aus Kraft-Wärme-Koppelung

Technik: Das Prinzip ist ausgereift. Kraft-Wärme-Kopplung (KWK) nutzt die Wärme, die bei der Stromerzeugung entsteht. Heiße Luft und Dampf werden genutzt, um Gebäude zu beheizen, um Wasser zu erwärmen und Produktionsanlagen zu versorgen. Auf der Hannover Messe zeigen Unternehmen ganz unterschiedliche Einsatzmöglichkeiten der Kraft-Wärme-Kopplung. Die Technik kann sowohl in Großkohlekraftwerken eingesetzt werden als auch bei kleinen Generatoren, die in Kellern von Eigenheimen stehen.

Perspektive: Der Sachverständigenrat für Umweltfragen, der das Umweltministerium berät, hält die Kraft-Wärme-Kopplung für einen zentralen Pfeiler einer nachhaltigen Energieversorgung mit erneuerbaren Energien. Mit KWK lässt sich der Wirkungsgrad von Biogas-, Biomasse- und Erdwärmeanlagen auf bis zu 90 Prozent steigern. DB Research, der Think Tank der Deutschen Bank, erachtet Kraft-Wärme-Kopplung deshalb für enorm wichtig, weil durch die hohe Effizienz Brennstoff gespart und das Klima geschont wird. Kraft-Wärme-Kopplung bedingt allerdings bislang noch hohe Investitionen, die sich oftmals erst dann lohnen, wenn die Wärme stetig abgenommen wird. Das kann im Sommer jedoch ein Problem werden. Experten halten deshalb vor allem den Einsatz von Kraft-Wärme-Kopplung in der Industrie für interessant. Dort wird die Prozesswärme ständig benötigt. fw

Strom aus Ebbe und Flut

Technik: Gezeitenkraftwerke nutzen Ebbe und Flut. Eine Staumauer trennt eine Bucht vom offenen Meer. Wenn das Wasser steigt, werden Durchlässe in der Mauer geschlossen. Der Pegel liegt außerhalb der Bucht dann höher als drinnen. Wenn die Durchlässe geöffnet werden, wandeln Turbinen den Druck des hereinströmenden Wassers in Energie um. Gezeitenkraftwerke nutzen unter Wasser die Strömung. Turbinen können am Meeresboden installiert werden und die Bewegung des Wassers ähnlich wie Windräder in Energie umwandeln.

Perspektive: Weltweit gibt es nur ein bedeutendes Gezeitenkraftwerk, und zwar bei St. Malo in Frankreich. Die Spitzenleistung liegt bei 240 Megawatt. Entscheidend ist die Lage. „Gezeitenkraftwerke sind für Länder mit langer Küstenlinie interessant“, sagt Martin Pehnt vom Heidelberger Ifeu-Institut. Der Energieriese Eon sieht „ein Riesenpotenzial“ in der Nutzung von Ebbe und Flut, so ein Sprecher. Vor der schottischen Küste könne das gehen. Das jüngste Gezeiten-Projekt musste Eon aber abbrechen. Das Unternehmen wollte vor Wales Turbinen ins Meer stellen, zwischen zehn und 20 Millionen Euro hätte dieses Projekt gekostet. Strömung und Boden taugten nach Angaben des Eon-Sprechers allerdings nicht. buc

Strom aus heißem Wind

Technik: Aufwindkraftwerke sind gigantische Bauwerke. Eine 1000 Meter hohe Röhre, mehr als 100 Meter breit, unten ein Glasfeld von fast fünf Kilometer Durchmesser. Die Sonne erhitzt Luft und Boden unter dem Glas. Die warme Luft steigt hoch in die Röhre, die in die Mitte des Feldes gepflanzt ist. Am Fuß der Röhre fangen Turbinen den Luftzug ein und verwandeln ihn in Strom. Eine Leistung von 200 Megawatt erzielen solche Kraftwerke. Sie brauchen viel Sonne und viel Platz, Wüstenregionen eignen sich.

Perspektive: Auf der Hannover Messe gibt es von mehreren Forschungseinrichtungen lediglich Konzepte zu sehen. Denn Aufwindkraftwerke sind teuer – 800 Millionen Euro würde eine 200-Megawatt-Anlage kosten. Deshalb gibt es weltweit nur Pilotanlagen. Die erste baute in den 1980ern im spanischen Manzanares der Stuttgarter Ingenieur Jörg Schlaich, der unter anderem zu den Planern des Münchner Olympiastadions gehörte. Obwohl sich das Aufwind-Prinzip bislang nicht durchsetzte, sagt Schlaich: „Ich bin überzeugt, dass Aufwindkraftwerke die Technologie für Dritte-Welt-Länder ist.“ Afrika könne so Strom für den eigenen Bedarf erzeugen oder ihn auch nach Europa verkaufen. „Wenn erstmal ein, zwei der Kraftwerke stehen, gibt es sie bald überall“, meint Schlaich. buc

Strom aus gepresster Luft

Technik: Im Grunde funktioniert ein Druckluftkraftwerk wie ein Luftballon, aus dem man Luft ablässt. Mit Strom betriebene Kompressoren pumpen Luft in unterirdische Salzstöcke. Wenn Strom benötigt wird, lässt man die Luft über einen Generator ab. Der Luft wird Erdgas beigemischt und dies verbrannt, weshalb es sich bei Luftdruckkraftwerken genau genommen um Gaskraftwerke handelt. Weltweit gibt es zwei, eins in Huntorf bei Bremen, es verfügt über eine Leistung von 321 Megawatt.

Perspektive: EnBW suchte 2007 in Niedersachsen einen Standort für einen Druckluftspeicher, stellte die Suche aber ein. „Wir können eine solche Anlage betreiben, aber die Entwicklung ist nicht unser Kerngeschäft“, sagt eine Konzernsprecherin. Von dem Nutzen der Technik sei EnBW dennoch überzeugt. Gegenwärtig plant RWE eine Versuchsanlage, die „es weltweit so noch nicht gibt“, erläutert Gerd Jäger von RWE Power. Im Unterschied zu Huntorf soll das Kraftwerk kein Gas brauchen. „Das ist gut für die CO2-Bilanz“, sagt ein RWE-Sprecher. Außerdem verbessere sich der Wirkungsgrad auf 70 Prozent. 2013 soll das Kraftwerk in Staßfurt bei Magdeburg seinen Dienst aufnehmen, später will der Essener Energiekonzern Druckluftkraftwerke in Serie bauen. buc

Sauberer Kohlestrom

Technik: CCS steht für Carbon Dioxide Capture and Storage. Bei dem Verfahren wird aus dem Abgas von Kraftwerken das Kohlendioxid abgeschieden. Damit können Kohlekraftwerke „sauber“ werden, sie würden kein Treibhausgas mehr in die Luft blasen. Das CO2 wird absorbiert von einer in feinen Tröpfchen gelösten Substanz, die Waschmitteln ähnelt. Durch eine chemische Reaktion entsteht ein Stoff, der in einem zweiten Schritt beim Erhitzen das CO2 in konzentrierter Form freisetzt. Geplant ist, das CO2 unterirdisch zu lagern.

Perspektiven: Das entscheidende Problem von CCS ist, dass die CO2-Wäsche enorm viel Energie verbraucht. Dadurch wird der Wirkungsgrad von fossilen Kraftwerken bis zu 15 Prozentpunkte gesenkt. Das macht den Strom teuer. Gleichwohl betreiben unter anderem Eon und Vattenfall Pilotanlagen, mit denen erkundet wird, wie sich der Energieaufwand drücken lässt. Der französische Alstom-Konzern stellt auf der Industriemesse in Hannover ein Verfahren vor, das den Wirkungsgrad um weniger als fünf Prozent verringern soll. CCS-Projekte sind umstritten, vor allem weil es Zweifel an der Sicherheit der CO2-Endlager gibt. Doch mit steigenden Preisen für Kohlendioxid-Verschmutzungszertifikate werde CCS künftig wieder attraktiver, sagt ein Eon-Sprecher. fw

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