Warum nicht Strom in Form von Wärme speichern?

Zur Zeit kursieren ja viele verschiedene Vorschl√§ge f√ľr die Speicherung von Strom, um den weiteren Ausbau der volatilen Wind- und Solarenergie zu
st√ľtzen. Das Potential an Pumpspeicherkraftwerken in Deutshcland ist wohl weitgehend ausgesch√∂pft, so dass man nun die Speicherkraftwerke in Norwegen in Erw√§gung zieht. Norwegens Energieriese Statkraft bezifferte das Potential norwegischer Stromspeicher auf 35 TWh.
Pumpspeicherkraftwerke aber sind sehr teuer, im Mittel ist die kWh Strom aus dem Speicher mit √ľber 4 Cent an Kapitalkosten belastet. Pumpspeicherkraftwerke lohnen sich nur deshalb, weil diese Strom√ľbersch√ľsse aus Kohle- und Atomkraftwerken zu Preisen von unter 1 Ct/kWh einkaufen und dann als teuren Spitzenlaststrom verkaufen. Wenn aber Windkraft so weit ausgebaut wird, dass die Speicherung n√∂tig wird, dann wird man den Windstrom auch kostendeckend bezahlen m√ľssen, also mit mindestens 6 Ct/kWh. Das bedeutet, dass die Gestehungskosten f√ľr in Norwegens Pumpspeicherkraftwerken gespeichertem Windstrom etwa 14 Ct/kWh betragen.
Die Speicherung von W√§rme hingegen ist aberwitzig preiswert. Eine Tonne Sintermagnesia, Magnesit, oder im billigsten Fall Bauschutt aus Backsteinen, kann in einem Temperaturbereich zwischen 550 Grad (wg h√∂chstem Wirkungsgrad der Dampfturbine) und 1300 Grad 220 kWh W√§rme speichern, aus der Mittels Dampfturbine, Stirling- oder Dampfmotor 100 kWh Strom zur√ľck gewonnen werden k√∂nnen. Eine Anlage zur Speicherung von 1 GWh W√§rme w√ľrde etwa 5 Mio ¬§ kosten, was bei 2000 Volllaststunden zu Kosten von nur wenigen Zehntel Cent pro kWh f√ľhren w√ľrde.
Diese Speicher sind zwischen wenigen kWh und vielen GW beliebig skalierbar, man kann sie dezentral und völlig unauffällig aufstellen und betreiben, und sie sind langlebig und emissionsfrei.
Die Stromerzeugung w√ľrde dann vorzugsweise in eigens daf√ľr erbauten Gaskraftwerken erfolgen, wodurch mit Gasbetrieb die Stromversorgung auch bei ersch√∂pften Speichern gesichert bliebe.
Aufgrund des geringen Wirkungsgrads der R√ľckwandlung von W√§rme in Strom w√ľrden sehr viel h√∂here Kosten der Strombeschaffung anfallen, daf√ľr aber deutlich niedrigere Kosten der Speicherung und der Strom√ľbertragung. In der Summe w√§re Strom aus dem W√§rmespeicher nicht teurer als Strom aus norwegischen Pumpspeichern.
Wenn statt EE-Stroms Strom√ľbersch√ľsse aus Kohle- und Atomkraftwerken in so einem W√§rmespeicherkraftwerk gespeichert w√ľrden, dann w√§ren die Kosten voraussichtlich sogar niedriger als in einem Pumpspeicherkraftwerk in Deutschland, wegen des niedrigen Wirkungsgrads aber w√§re der Speicherstrom deutlich "schmutziger".
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Tom Berger wrote:

Dann rechne mal vor!
Michael Dahms
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Am 31.01.2011 18:51, schrieb Tom Berger:

Dabei w√ľrde es reichen, im Falle von hinreichend Solar- und Windstrom ganz einfach die thermische Stromproduktion so lange einzustellen. Effektiver und billiger als in seiner Rohform l√§sst sich lagerbare Energie nicht speichern.

Flinke thermische Anlagen w√ľrde man halt ausschalten, wenn man sie grade nicht braucht. Die Speicherkraftwerke braucht man nur, um die supertr√§gen Gro√üanlagen weiterlaufen lassen zu k√∂nnen. Sie kommen mit den realen Lastwechseln n√§mlich nicht klar. Daraus wird dann geschlossen, dass Solar- und Windstrom gespeichert werden m√ľsse und nicht die Brennstoffe der Kraftwerke. Das ist ein strukturelles Problem, das mit einem automatischen bilateralen Stromhandelssystem f√ľr alle leicht gel√∂st werden k√∂nnte. Dann w√§r's allerdings mit dem bequemen Monopol schnell vorbei, weil dann statt Heizkesseln nur noch Stromerzeuger verbaut w√ľrden, die in Summe S√ĄMTLICHE Gro√ükraftwerke (also inklusive Kernenergie) √ľberfl√ľssig machen.

Wenn man bedenkt, wie viele Fjorde damit eingemauert werden m√ľssen, ahnt man schon, wie viel der Machterhalt und -ausbau den Strippenziehern wert sein muss.

Dass Stromspeichern teuer ist, wussten schon unsere Gro√üv√§ter. Ist schon irgendwie merkw√ľrdig, dass niemand auf die Idee kommt, die Energiespeicher, die in den Gro√ükraftwerken st√§ndig verheizt werden, einfach liegen zu lassen statt anzuz√ľnden. Lieber werden Speicherkraftwerke f√ľr die 40% Rest aus den Energiespeichern gebaut. Irgendwie zweifle ich da manchmal am Verstand...

Dem Pumpspeicherwerk ist es v√∂llig egal, wie der Strom, der die Pumpen antreibt, erzeugt wurde. Es ist ihm auch v√∂llig egal, wenn mit der Stromproduktion 60% der eingesetzten Energie einfach durch K√ľhlt√ľrme weggek√ľhlt wird, w√§hrend gleichzeitig in den Geb√§uden die gleiche W√§rmemenge in den Heizkesseln NOCHMAL produziert wird. W√§re es nicht einfacher, schlichtweg Minikraftwerke dort hin zu stellen? Ist viel Sonnen- und Windenergie im Netz, dann werden diese Anlagen ganz einfach abgeschaltet. Die Energiespeicher werden nicht angetastet. W√§rmebedarf wird dann umweltvertr√§glich (!) elektrisch gedeckt. Automatisches bilaterales Stromhandelssystem f√ľr Alle regelt das.

W√§re durchaus denkbar. Sofern man sowas √ľberhaupt braucht.
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Servus
Christoph M√ľller
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Am Mon, 31 Jan 2011 22:07:02 +0100 schrieb Christoph M√ľller:

Ja, aber das bedeutet zwangsläufig, dass man reichlich thermische Stromproduktion hat, und dass die volatile Produktion bei maximaler Leistung gerade mal die Netzlast abdeckt. Auf Deutschland bezogen heisst das, dass nicht mehr als etwa 20% Windstromanteil machbar ist.
Wir reden davon, dass es irgend wann nur noch wenig thermische Stromproduktion gibt, und dass volatiler Windstrom bei Starkwind locker 5 mal so viel Leistung liefert, wie das Netz abnehmen kann. Das w√ľrde dazu f√ľhren, dass sehr viel teuer erzeugter Windstrom ungenutzt entsorgt wird, und dass die thermische Stromproduktion meist nur mit sehr kleiner Teillast und deshalb sehr teuer vor sich hind√ľmpelt.

Nein, da geht's tats√§chlich nur um die Nutzung von Gew√§ssern als Speicherseen, die bereits heute f√ľr die Stromproduktion genutzt werden. Da wird heute nur der Ablauf genutzt, aber es w√§re relativ einfach, das Wasser da auch wieder hochzupumpen.

Das kann man machen, wenn man mit ungefähr 5 mal höheren Strompreisen als heute einverstanden ist. Das sind aber die wenigsten.
Rechne einfach mal durch, wie viel Windstrom Du ohne Speicherung maximal ins Netz kriegst, und rechne dann mal durch, mit welchem Auslastungsgrad die verbliebenen thermischen Kraftwerke noch arbeiten. Schon bei 40% Windstromanteil liegt sehr h√§ufig bis zu dreimal so viel Leistung an, wie das Netz gerade aufnehmen kann. Damit sinkt der Auslastungsgrad der Windkraftanlagen dramatisch. Um 40% Windstromanteil des Stromverbrauchs zu haben, musst Du deshalb Kapazit√§ten f√ľr 60% Windstromanteil aufbauen. Und dann werden thermische Kraftwerke nur noch auf einen durchschnittlichen Auslastungsgrad von 60% kommen.
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Am 31.01.2011 22:52, schrieb Tom Berger:

d√ľrfte so um 80% liegen.

Die Nutzung nicht lagerbarer Energieformen verursacht gemeinhin keine Umweltsch√§den. Wenn genug davon vorhanden ist, kann man also bedenkenlos auch elektrisch heizen. Jetzt wird das aufgrund der damit verbundenen Umweltsauerei zu Recht als Frefel gesehen. Zu Heizen gibt's immer eine ganze Menge und elektrische Heizst√§be sind i.d.R. auch noch recht billig, so dass man sie meistens auch als Zusatzoption installieren kann. Der W√§rmebedarf, der sonst mit speicherbaren Energien gedeckt wird, wird dann eben vor√ľbergehend elektrisch erledigt. Damit sollte weit mehr als 20% Windstrom m√∂glich sein, weil man eben in solchen kurzfristig umorganisieren wird. Damit man das macht, braucht man ein automatisches bilaterales Stromhandelssystem f√ľr alle.

Man kann alles √ľbertreiben. Je kaputter der Markt, desto wahrscheinlicher sind √úbertreibungen. Dann geht es n√§mlich nicht mehr um Angebot und Nachfrage, sondern darum, ob man F√∂rdergelder kriegt oder nicht. Diese pflegen √∂fters ziemlich absurde Folgen zu haben. Wenn man z.B. f√ľr Biogasanlagen eigens Mais anbauen muss, der mit viel energieaufw√§ndigem D√ľnger hochgep√§ppelt werden muss, dann halte ich das f√ľr eine ziemlich absurde Entwicklung. Hat halt mit Angebot und Nachfrage nichts zu tun. Die gesunden Marktmechanismen sind mit der realen Art der F√∂rderung ausgehebelt.

Wenn's so einfach ist, dann sollte sich das ja in einem funktionierenden Markt auch ganz einfach bewähren. Allerdings ist ein funktionierender Markt kaum durchsetzbar.

Warum sollte man was dagegen haben? Schlie√ülich kriegt man dann ja auch 5 mal so viel Geld f√ľr den eingespeisten Strom. Merke: In einem funktionierenden Markt kommt es NICHT auf das NIVEAU des Strompreises an, sondern darauf, was man draus macht. Wenn man sowohl als Ver- wie auch als Eink√§ufer von Strom denken kann, dann interessieren vor allem die Preisbewegungen und nicht mehr - wie heute - das Niveau.

diese Berechnung ist mit einem automatischen Stromhandelssystem ziemlich uninteressant. Wenn absehbar ist, dass man mit bestimmten Energiewandlern nichts mehr verdienen kann, wird man n√§mlich ganz einfach keine weiteren mehr anschaffen. Man sich ganz einfach um bessere Alternativen k√ľmmern.

Tja - eine normale Heizung kommt halt auch nicht auf 8000 Betriebsstunden im Jahr. Richtig organisiert, wird man die thermische Stromproduktion √§hnlich wie Heizkessel betrachten, die man nur dann startet, wenn man sie braucht. Trotzdem wird man sie auf maximale Leistung f√ľr die k√§ltesten Tage dimensionieren. Deshalb wird man im Normalfall auch ziemlich gro√üe Reserven haben und deshalb wird man so ein System nicht so ohne weiteres aushebeln k√∂nnen. Heute fallen ein paar Strommasten um schon sitzen ganze Landstriche im Dunkeln. Mit einem automatischen bilateralen Stromhandelssystem w√§re das ein ziemlich unwahrscheinliches Szenario. Man w√ľrde dann seinen Strom eben selber machen, bis die Masten wieder in Ordnung gebracht sind.

Wenn das Netz schlecht organisiert ist, kommt es nun mal zu √úbertreibungen. Ist das den Machern denn nicht bewusst?

Heizkessel sind i.d.R. sogar um ein Mehrfaches √ľberdimensioniert. Damit w√§ren also wirklich mehr als genug Reserven gegeben. Man muss den Heizkesseln lediglich die Stromproduktion beibringen.

Nein. Es werden vielleicht 60% der Anlagen zu 100% ausgelastet.
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Servus
Christoph M√ľller
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Moin,
Am 01.02.11 09.57, schrieb Christoph M√ľller:

Du wirst langsam. 11 Stunden und 5 Minuten Latenzzeit bis zum Auftauchen des Stichwortes AstroHS - das haben wir schon schneller gesehen.
SCNR, V.
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Am 01.02.2011 11:16, schrieb Volker Staben:

Und? Auch schon was Sinnvolles draus gelernt? Schaut mit deinem Text jedenfalls nicht so aus.
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Servus
Christoph M√ľller
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Am Tue, 01 Feb 2011 09:57:06 +0100 schrieb Christoph M√ľller:

Deine Ausf√ľhrungen sind in sich unlogisch. Ich will darauf aber nicht weiter eingehen, weil die mit dem Thema dieses Threads nicht das Geringste zu tun haben. Wenn Du was zum Thema "Stromspeicherung in Form von W√§rme" beizutragen hast, dann nur zu, aber das technisch v√∂llig unqualifizierte Ges√ľlze √ľber irgend welcher absurden Marktkonstruktionen kannst Du Dir gerne sparen.
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*Christoph M√ľller* wrote on Tue, 11-02-01 09:57:

England hat traditionell sehr viel Elektrow√§rme in Wohnh√§usern. Im kalten Dezember herrschte ein Hochdruckgebiet (warum war es wohl kalt?) und, oh Wunder, es war weitgehend windstill. Im Vergleich zum hochsubventionierenden Deutschland hat England eher wenig Windstrom, es reichte aber aus, die gesamte konventionelle Kapazit√§t scharf an der Grenze fahren zu m√ľssen. Sch√∂ne neue Welt, ick h√∂r dir trapsen.
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Hi, na weils Winter ist, und bei klarem Himmel ohne Wolkendecke....

Immerhin kann man dann auf nur tempor√§r laufende Kurzzeittechniken ausweichen, etwa Dieselkraftwerke mit Pflanzen√∂l oder Biogasturbinen. Leicht lagerf√§hige Betriebsstoffe und in Wartestellung g√ľnstige Kapazit√§ten...dagegen ist ein Kohlekraftwerk eine Sauerei und mu√ü durchlaufen. Ein Gro√üdiesel kann in Minuten auf Nennleistung kommen, je nach Bauweise auch aus winterlicher Grabesruhe. Sofern man ihn verbuddelt, ist er sogar frostsicher. Und wartungsarm. Und nein, keine Blockheizkraftwerkstechnik ist dann n√∂tig, nur ein paar Gro√üdieselgeneratoren an g√ľnstigen Stellen, fertig. Das zuk√ľnftige Netz wird wenige Gro√üerzeuger und viele Kleinerzeuger vereinen, mu√ü die Transferleitung ertragen, falls ein Gro√üleister ausf√§llt oder eine ganze Region ohne Wind dasteht....also mehr Leitungen, mehr Querschnitt. Und mehr Ferntrassen. Mit dann eben lokalen Reservekapazit√§ten. Und sobald der Strom "intelligent" wird, kann man ja auch fl√§chendeckend gewisse Unterschiede machen, etwa das Heizen oder Waschen mit Strom verteuern, je nach Verbrauch. Lat√ľrnich dann auch f√ľr die Industrie :-)
--
mfg,
gUnther
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Am 31.01.2011 18:51, schrieb Tom Berger: > Die Speicherung von Wärme hingegen ist aberwitzig preiswert.
Einige Ansätze zur Realisierung:
http://www.dlsc.ca/borehole.htm http://www.heise.de/tp/blogs/2/101298 http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/670853 / http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/1146407 / http://www.dradio.de/dlf/sendungen/forschak/671859 / http://www.golem.de/0804/59102.html http://www.heise.de/tp/blogs/2/98637
Gr√ľ√üe, Joachim
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Am Tue, 01 Feb 2011 23:58:56 +0100 schrieb Joachim Pimiskern:

Danke daf√ľr, aber die Speicherung von Solarw√§rme (in allen Links geht es darum) ist nat√ľrlich bekannt. F√ľr solarthermische Desertec Kraftwerke vom Typ "Solarturm J√ľlich" ist sogar so eine √§hnlicher Heissspeicher im Gespr√§ch, wie ich ihn vorgestellt habe. Dass die Speicherung von volatiler W√§rme in einem W√§rmespeicher √∂konomisch √§u√üerst sinnvoll ist, ist kein Geheimnis.
Mir ging es aber um was anderes, n√§mlich um die Wirtschaftlichkeit der Speicherung von *Strom* in Form von W√§rme. Nach meinen √ľberschl√§gigen Rechnungen m√ľsste n√§mlich diese Speichermethode sehr viel preiswerter sein als Pumpspeicherkraftwerke. Da stellt sich die Frage, warum Elektrizit√§tsunternehmen das nicht schon l√§ngst nutzen.
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Am 02.02.11 18.07, schrieb Tom Berger:

Auf Deinem Grabstein soll wahrscheinlich auch stehen "Zu Lebzeiten umgeben von Idioten, rotiert hier..."?
Weil es derzeit und im gro√ütechnischen Ma√üstab und nicht nur √ľberschl√§gig gerechnet wahrscheinlich doch nicht so wirtschaftlich ist, aus der edelsten Energieform die unedelste zu machen, diese zu speichern und nach Speicherverlusten und mit Umwandlungverlusten die wieder in die edelste Energieform zur√ľckzuwandeln?
Weil sich Wärmeenergie deutlich weniger gut einsperren lässt als potentielle Energie oder Elektronen oder Ionen?
Weil man mehr Speicher im großtechnischen Maßstab bisher nicht gebraucht hat - also jetzt anfängt, zusätzliche Technologien zu entwickeln?
Weil sich Technik auf der Basis des Bekannten evolutionär entwickelt?
Alles, was es gibt, hat einen Grund f√ľr seine Existenz. Alles, was es nicht gibt, hat einen Grund f√ľr die Nichtexistenz.
V.
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Am Wed, 02 Feb 2011 19:11:10 +0100 schrieb Volker Staben:

Das habe ich anders errechnet. Wenn Du einen Fehler in meiner Rechnung findest, darfst Du Dich mit diesem Argument gerne nochmals melden. Vorher ist es substanzlos.

In welchem Universum lebst Du denn? In meinem l√§sst sich - leider! - W√§rme seeeeeeeehhhhhhhhr viel leichter einsperren als elektrische Energie, und wenn es um gro√üe Mengen von Energie geht, auch sehr viel kosteng√ľnstiger als in Form von Gravitations- oder kinetischer Energie.
Der Punkt ist eben der: die Speicherung gro√üer Energiemengen in Form von W√§rme ist derart kosteng√ľnstig, dass der niedrige Wirkungsgrad der R√ľckumwandlung der W√§rme in Strom dadurch aufgehoben wird.

Irgend wie ist Dein Satz semantisch unsinnig. Erkläre mal wie das eine kausale Beziehung herstellende "also" darin gemeint sein kann.
Alle Szenarien einer 100% Stromerzeugung aus EE setzen auf gro√üe Anteile volatilen Windstroms. Der kann nicht ohne Speicher lastgerecht ins Netz gespeist werden. Windstrom aus norwegischen Pumpspeicherkraftwerken w√ľrde genau so viel kosten wie Windstrom aus meinen W√§rmespeicherkraftwerken, obwohl f√ľr diese doppelt so viele Windkraftanlagen aufgestellt werden m√ľssen. Bei Kostengleichheit und gleich sauberer Stromerzeugung entscheiden dann logischweise Versorgungssicherheit und Flexibilit√§t. Und da liegt der Vorteil ganz extrem auf Seiten der W√§rmspeicher.

Es gibt W√§rmekraftwerke, nicht wahr. Warum wird Strom aus W√§rmekraftwerken in Form von potentieller Energie in einem Pumpspeicher gespeichert und nicht gleich in Form von W√§rme? Da w√§re der evoilution√§re Sprung doch sehr viel k√ľrzer.

Ja, und ein naheliegender Grund f√ľr die Nichtexistenz ist: da hat noch keiner dran gedacht.
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Tom Berger schrieb:

Nett, dass Du mir erlaubst, mich nochmal dazu zu melden ;-)
Du hast in Deiner "Rechnung" die Speicherverluste √ľberhaupt nicht betrachtet. Du hast lediglich die Verluste der R√ľckumwandlung der thermischen in elektrische Energie pauschal mit 55% angegeben.
Deine Angabe zu den spezifischen Kosten in Höhe von wenigen Zehntel Cent pro kWh ist völlig unbelegt. Woher stammen Deine Zahlenwerte zu den Kosten?
Wenn ich Deine Zahlenwerte - die Speicherung von 1 GWh (!) kostet 5 Mio. Euro - nehme, lande ich bei spezifischen auf die Energie bezogenen Investkosten von 5 Euro/kWh. Und wenn die Anlage die eine GWh wieder an ein Kraftwerk abgegeben hat, muss man dann die nächste Anlage bauen?
Vermutlich meinst Du eine Leistung von 1GW, f√ľr die der Speicher ausgelegt ist. Das w√ľrde tats√§chlich bei 2000 Volllaststunden zu einem investbedingten Anteil der Energiegestehungskosten in H√∂he von 0,25 ct/kWh f√ľhren. Hinzu kommen die gesamten Betriebskosten: Speicherverluste, Eigenbedarf, Abschreibungen, Personal, Fl√§chennutzung, Wartung, Rendite, ... Und: an dem Punkt betrachten wir thermische Energie. Die muss noch von einem thermischen Kraftwerk in elektrische Energie gewandelt werden.
Bei der Annahme von 2000 Vollaststunden orientierst Du Dich m√∂glicherweise an √ľblichen Zahlenangaben f√ľr WKAn. Das bedeutet, Du m√∂chtest die gesamte von WKAn eingespeiste Energie erst einmal in Deinen Speicher und von dort in ein thermisches Kraftwerk schieben? Klar - nur so kannst Du Deinen Speicher auslasten und er wird relativ billig. Aber ob das eine so gute Idee ist? Vielleicht speist man besser doch haupts√§chlich an Deinem Speicher vorbei ins Netz ein?
Vielleicht sind da eher 200 Volllaststunden f√ľr Deinen Speicher realistisch. Incl. der Betriebskosten d√ľrfte das dann leicht 10 ct/kWh ausmachen - wohlgemerkt: wir sind immer noch an der Frischdampfseite der Turbine. Bis zur Innenseite Kraftwerkszaun liegen wir allein wegen des Umwandlungswirkungsgrades bei 20 ct/kWh. Und das Kraftwerk m√∂chte vielleicht auch noch rentabel arbeiten. Wer will das bezahlen?

Klar - dass sich Wärmeenergie gut speichern lässt, sehen wir jeden Monat an unserer Heizkostenrechnung.
Lesen hilft. Ich habe nicht von "elektrischer Energie", sondern von Elektronen gesprochen. Die lassen sich in Kondensatoren ganz gut einsperren. Den Beweis, dass thermische Speicher in Deinem Kontext kosteng√ľnstiger sind, bleibst Du schuldig.

Die Wiederholung macht einen Beleg nicht unnötig.
Nebenbei: auch bei regenerativen Primärenergieträgern wird die Prognose "too cheap to meter" sich vermutlich nicht bewahrheiten.

Eine kausale Beziehung herstellend.

Bla bla.

Wie gesagt - jeglicher Nachweis fehlt.

Klar. Das haben mir alle Erfinder des Perpetuum Mobile, die ich bisher getroffen habe, auch gesagt. Der Rest der Welt ist nicht zwangsl√§ufig deutlich d√ľmmer als Du.
Es gibt berechtigten Grund zur Annahme, dass relativ viele Menschen Deine Idee auch bereits gehabt haben. Und dass relativ viele davon die Idee verworfen haben - aus unterschiedlichen, aber vermutlich guten Gr√ľnden.
Nebenbei: es wird ja durchaus an thermischen Speichern gearbeitet, wobei AFAIR die meisten Anwendungen f√ľr die (sinnvolle) direkte thermische Nutzung gedacht sind. Das Thema aber ist (wie viele andere auch) komplex und der Teufel steckt in den Details.
V.
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Am Thu, 03 Feb 2011 12:05:57 +0100 schrieb Volker Staben:

Falsch! Eine nur 10 Zentimeter dicke Mineralwolld√§mmung um den 1300¬įC heissen Speicher sorgt schon daf√ľr, dass der W√§rmeverlust unter 1% pro Tag bleibt! Die Mehrkosten pro kWh Speicherstrom, wenn Du den W√§rmeverlust auf 1 Promille pro Tag halten willst, w√ľrden erst an der zigsten Stelle nach dem Komma auftauchen.

Du gestattest, dass ich in einem NG-Artikel keine seitenlangen Detailrechnungen durchf√ľhre.
Wenn man Sintermagnesia als Speichermedium nutzt, dann kostet die Tonne daf√ľr zwischen 200 und 400 ¬§. F√ľr die Speicherung von 1 GWh W√§rme im Temperaturbereich von 550¬įC bis 1300¬įC ben√∂tigt man 5000 Tonnen. Das kostet also zwischen 1 und 2 Mio ¬§. Das Geb√§ude drum herum mitsamt D√§mmung ist bei der Gr√∂√üe (Zylinder mit 13 m Durchmesser und 13 Meter H√∂he) fast vernachl√§ssigbar, das werden kaum mehr als 200.000 ¬§ sein, Grundst√ľck inbegriffen. Der Rest von 3 bis 4 Millionen entf√§llt auf die Induktionsspule plus Elektrik zum Beheizen und auf den W√§rmetauscher.

Sorry, aber ein Energiespeicher wird auf Energie ausgelegt, also z.B. 1 GWh W√§rme. Mit welcher Leistung Du diese Energie dann entnehmen kannst, h√§ngt von der Gr√∂√üe der W√§rmetauscher ab und dem Stromerzeuger. Diese beiden wird man auf eine Gr√∂√üenordnung auslegen, die zur notwendigen √úberbr√ľckungszeit des Speichers passt.

Das kann man aus den Vollaststunden alleine nicht ermitteln, weil gar keine Leistung angegeben ist. Der Speicher k√∂nnte ja 2000 Stunden lang im Jahr mit 1 GW Leistung beladen und mit 1 GW Leistung entladen werden. Dann w√ľrde der Speicher 2 TWh abgeben, was bei 6% Zinssatz und 40 Jahren Amortisationsdauer (der Speicher wird mehr als 100 Jahre halten) zu 250.000 ¬§ j√§hrliche Kosten bzw zu 0,0125 Ct/kWh f√ľhrt. Der Speicher kann aber auch nur mit z.B. 100 MW ge- und entladen werden, weil der gr√∂√üte Anteil der Speicherenergie f√ľr die wenigen F√§lle vorgehalten wird, in denen in Deutschland mal 2 Wochen totale Windstille herrscht. Dann liegen die Kapitalkosten der Speicherung bei 1,25 Ct/kWh.

Speicherverluste sind völlig irrelevant.

Abschreibungen sind in den Kapitalkosten enthalten: da fallen Zinsen an plus Tilgung √ľber 40 Jahre. Wartung ist f√ľr 5000 Tonnen Sintermagnesia relativ bescheiden, Fl√§chennutzung gibt's gegen√ľber Pumpspeicherkraftwerken praktsich keine, und au√üerdem sind die Kosten daf√ľr im Kapitalbedarf enthalten. Rendite will der Pumpspeicherbetreiber auch sehen, weshalb wir hier ausschlie√ülich die Stromgestehungskosten berechnen. Was der Markt aus diesen Stromgestehungskosten macht und welche Rendite f√ľr den Betreiber √ľbrig bleibt, m√ľssen wir dem Markt und seiner Regulierung √ľberlassen. Da die Zinsen mit 6% angesetzt sind, ist damit ja auch gleichzeitig eine Rendite f√ľr das eingebrachte Kapital definiert. 6% Eigenkapitalrendite f√ľr ein risikofreies Unternehmen ist nicht schlecht.

Ja, richtig. Und deshalb werden die Speicherkosten unabhängig von den Kosten der Stromerzeugung kalkuliert. Da hängt ein Gaskraftwerk dran, das wahlweise direkt Dampf aus dem Wärmetauscher des Speichers kriegt oder aus der Heizanlage, in der Gas verbrannt wird.
Dieses Gaskraftwerk hat bei Betrieb aus dem Speicher dieselben Kosten wie jedes andere Gaskraftwerk, au√üer den Kosten des Brennstoffs und der Verbrennungs- und Dampferzeugungsanlage. Die Kapitalkosten daf√ľr belaufen sich auf unter 2 Ct/kWh.

Nicht im Geringsten, das ist reiner Zufall. Der Wärmespeicher muss lediglich zusehen, dass die volatile Leistung der Windkraftanlagen auf deren Durchschnittsleistung gebracht wird. Wann immer mehr Windleistung anfällt als die Durchschnittsleistung, wird gespeichert, wann immer weniger Windleistung anfällt, wird aus dem Speicher zusätzliche Leistung erzeugt.
Die Hälfte der Zeit wird also gar keine Energie aus dem Speicher entzogen, und weil die Windenergie insgesamt nur 50% des gesamten Stromverbrauchs decken soll, ergeben sich die 2000 Volllaststunden.

Nein. Nur die Windenergie, die vom Netz nicht aufgenommen werden kann, muss gespeichert werden.

Nein, die Anzahl der Volllaststunden ergibt sich zwingend aus dem gew√ľnschten Anteil an Windstrom im Netz, und aus dem Umstand, dass die Windleistung ungef√§hr zur H√§lfte der Zeit ihren Durchschnittswert erreicht.

Nein, Deine Heizkostenrechnung sagt nur etwas √ľber den energetischen Zustand Deines Hauses aus, aber nichts dar√ľber, wie leicht sich W√§rme speichern l√§sst. D√§mmung ist aberwitzig billig und effizient. Wenn Du aber nat√ľrlich in Deinem Haus Luft zum Atmen haben willst und auch noch Licht reinfallen soll, dann wird's mit der D√§mmung schwierig. Eine Thermoskanne braucht solchen Firlefantz aber nicht.

Nein, den hast Du nur nicht verstanden.
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Tom Berger schrieb:

Deine "."-Taste liefert gelegentlich fälschlicherweise ein "!".
Was ja √ľber eine Speicherreichweite von 30 Tagen betrachtet immerhin 30% W√§rmeverlust erg√§be. Mit mehr D√§mmung nat√ľrlich weniger.
Und Du hast nicht die reine Mineralwolle. Deine 5000 Tonnen wollen auf irgend etwas stehen. Du hast W√§rmebr√ľcken durch elektrische Leitungen und Rohrleitungen. So ganz simpel wird das vermutlich nicht werden.
Ein modernes Pumpspeicherkraftwerk speichert elektrisch rein zu elektrisch raus mit 15% Verlusten. An derselben Schnittstelle betrachtet hast Du mindestens die Umwandlungsverluste thermisch-elektrisch am Hals. Ich sehe nicht, wie Du da wirtschaftlich konkurrieren willst, ohne √Ąpfel mit Birnen zu vergleichen.
V.
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Am Thu, 03 Feb 2011 18:15:27 +0100 schrieb Volker Staben:

Dass Dir nur am Rande an einer sachlichen Diskussion gelegen ist, hast Du hier ja wiederholt gezeigt. Das ist nat√ľrlich Erziehungssache, und wenn die bei Dir im Kleinkindalter schon vers√§umt wurde, dann ist da jetzt schwer dagegen an zu kommen. Ich seh' zum wiederholten Male dr√ľber weg, aber verlass Dich f√ľr die Zukunft nicht drauf ...

Ja, wenn man denn eingespeiste Energie 30 Tage lang speichern m√ľsste.

Gähhhhn.
Das muss schon ein sehr gutes sein. Die meisten kommen auf gerad emal 80% Wirkungsgrad.

Tja, das habe ich nun explizit vorgerechnet. Wenn Du das trotzdem nicht sehen kannst, aber auch nicht mitteilen kannst, warum Du meine Rechnung f√ľr falsch h√§ltst, kann ich Dir leider auch nicht helfen.
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Am 03.02.11 20.01, schrieb Tom Berger:

Oh, oh - haben wir da Schwierigkeiten, sachlich zu bleiben?

Ich habe schon von Szenarien mit 80 Tagen Speicherreichweite gelesen. Wohlgemerkt - Ver√∂ffentlichungen von namhaften Autoren, AFAIR. Das ist sicher √ľberzogen. Aber irgendwo in der Gegend 20...30 Tage wird man liegen wollen, nat√ľrlich nur f√ľr Teile des Bedarfs.

Ja. Und ein modernes eben bei 85%. Daran sollte sich kein Dissens entz√ľnden.

Da ich Deine Rechnung im Detail nicht kenne, kann ich sie garnicht beurteilen - schon garnicht f√ľr falsch halten. Deine Rechnung mag ja meinetwegen einigerma√üen korrekt sein. Das ist ja nicht der Punkt. Die Frage ist: gibt Deine Rechnung die Realit√§t einigerma√üen korrekt wieder?
Soweit ich es begriffen habe, speichert Dein Speicher elektrische Energie ein und liefert ausgangsseitig thermische Energie, die unter Inkaufnahme von Verlusten mit Kreisprozessen wieder in elektrische Energie gewandelt werden muss. Die Speicherkosten - egal, welcher Technologie - kann man IMO nur an der Schnittstelle zum Verbundnetz betrachten, vergleichen und bewerten. Du kannst gern anders rechnen - solltest Dich aber nur nicht wundern, wenn Deine Ideen nicht umgesetzt werden.
Du operierst nahezu ausschließlich mit Kapitalkosten. Bei diesen Kostenanteilen wird es nicht bleiben.
Die technischen Probleme, die Dein thermischer Speicher bei der Realisierung aufwerfen wird, bagatellisierst Du auf Stammtisch-Niveau nach der Methode "Wir werfen da mal ein paar Brocken Speichermedium zwischen Stahlplatten". Allein die Frage, wie man bei minimaler Wirkunsgsgradeinbu√üe aus einem bis zu 1300¬įC hei√üen Speicher Dampf mit einigerma√üen konstant 550¬įC herausbekommt, d√ľrfte ziemlich vielen Ingenieuren ziemlich viel Arbeit bereiten. Da machst Du es Dir IMO deutlich zu einfach. Aber selbstverst√§ndlich musst Du auch diese Einsch√§tzung nicht teilen ;-)
V.
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Am Fri, 04 Feb 2011 20:57:04 +0100 schrieb Volker Staben:

Das fragt einer wie Du, der schon mit seinem ersten Beitrag hier im Thread völlig unmotiviert beleidigend wurde?

Wie gesagt: irrelevant. Erstens kann man f√ľr billiges Geld die gew√ľnschte √úberbr√ľckungsdauer zielgenau durch notwendige D√§mmung an das akzeptierte Ausma√ü des Verlusts anpassen, zweitens kann man diese extrem seltenen Wetterlagen dann auch mit fossiler Energie √ľberbr√ľcken.

Richtig. Ohne Verluste kommt keine Speichertechnologie aus. Kondensatore kommen da noch am besten weg, aber sind wie Akkus als n√§chstbeste L√∂sung fernab jeder √Ėkonomie. Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland w√§ren schon die drittbeste M√∂glichkeit, sind aber trotz der vergleichsweise guten 80% Wirkungsgrad mangels Ausbaupotential au√üen vor. Norwegische Pumpspeicherkraftwerke kommen wegen der Strom√ľbertragungsverluste √ľber die weite Strecke schon h√∂chstens auf 70% Wirkungsgrad, und damit sind sie nicht preiswerter, aber viel unfelxibler als W√§rmespeicher.

Da ich nicht anders rechne und genau die Kosten an der Schnittstelle erfasse, muss ich mich √ľber meine Rechnung nicht wundern. Wundern muss ich mich h√∂chstens dar√ľber, dass Du hier gro√ü herumschwadronierst, ohne √ľberhaupt zu wissen, wor√ľber Du redest. Geh' zur√ľck auf "LOS" im OP des Threads, zieh' keine 4000 Mark ein.

Ich operiere ausschlie√ülich mit Kapitalkosten, weil alle anderen Kosten √ľberall sonst auch anfallen und deshalb beim Vergleich irrelevant sind. Ohnehin arbeiten solche Systeme wie sogar Gaskraftwerke heute vollautomatisch.

Falls Du glaubst, ich w√ľrde hier was bagatelliseren, dann k√∂nntest Du ja mit Leichtigkeit sachliche Gegenargumente anf√ľhren. Irgend wie scheint Dir das wohl nicht zu gelingen, so dass Du von Anfang an ad hominem zu argumentieren versuchst und damit nur Dich selber disqualifizierst.
Tatsächlich gibt es keine nennenswerten Probleme eines thermischen Speichers. Falls Dir die Wärmeabfuhr aus einem Keramikspeicher zu problematisch erscheint, dann nimm einfach einen Stahlspeicher. 7500 Tonnen Stahl speichern bei c_p von 500 J/kgK (bei den genannten Temperaturen sind's eher 600 bis 650) und 1000K Temperaturdifferenz auch eine GWh Wärme, und beim aktuellen Stahlpreis von 750 ¤/to kostet das Speichermaterial dann immer noch unter 6 Mio ¤. Das verändert die Rechnung nicht grundsätzlich, macht aber Wärmezu- und -abfuhr trivial.
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