Warum nicht Strom in Form von Wärme speichern?

ich weiss nicht, wie du zu dieser abschaetzung kommst, vermutlich hat dein vermieter schlicht ein zu teures unternehmen beauftragt.

die gesamtkosten fuer die messung, das sind installations, ablese- und auswertungskosten, belaufen sich fuer meine wohnung auf jaehrlich

0,48 EUR/m^2.

ich zahle bei gleicher wohnflaeche aber jaehrlich rund 2 EUR/m^2 weniger an heizkosten als meine nachbarn auf der selben etage. mir ist unklar, wie eine direkte umlage nach wohnflaeche das irgendwie ausgleichen sollte.

ich sehe da vielmehr dusseligkeit bei hausverwaltungen, weil die ablesekosten auf der anderen strassenseite z.B. bei sehr heftigen

0,87EUR/m^2 liegen, nur weil da jemand den 'Marktführer' beauftragt hat. aber selbst dann wuerde ich ohne metering immer noch deutlich zu viel bezahlen.
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frank paulsen
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Am 03.02.11 20.18, schrieb Tom Berger:

Nun halte den Ball mal flach...

Naja - das gerade ist ja die Herausforderung bei der Entwicklung von Speichertechnologien: einen Speicher zu entwickeln, der zeitgleich zu volatil anfallender regenerativer Energie als Abnehmer am Netz fungierten kann. Und zwar wenns geht, ohne in einem nachfolgenden thermischen Kreisprozess die Hälfte in den Orkus zu jagen.

V.

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Volker Staben

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 - Veröffentlichungen von namhaften Autoren, AFAIR. Das ist sicher überzogen. Aber irgendwo in der Gegend 20...30 Tage wird man liegen wollen, natürlich nur für Teile des Bedarfs.

Ja. Und ein modernes eben bei 85%. Daran sollte sich kein Dissens entzünden.

Da ich Deine Rechnung im Detail nicht kenne, kann ich sie garnicht beurteilen - schon garnicht für falsch halten. Deine Rechnung mag ja meinetwegen einigermaßen korrekt sein. Das ist ja nicht der Punkt. Die Frage ist: gibt Deine Rechnung die Realität einigermaßen 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 Wirkunsgsgradeinbuße aus einem bis zu 1300°C heißen Speicher Dampf mit einigermaßen konstant 550°C herausbekommt, dürfte ziemlich vielen Ingenieuren ziemlich viel Arbeit bereiten. Da machst Du es Dir IMO deutlich zu einfach. Aber selbstverständlich musst Du auch diese Einschätzung nicht teilen ;-)

V.

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Volker Staben

Am 03.02.11 20.15, schrieb Tom Berger:

Und ich dachte, wir wollen unabhängig von Primärenergieträgern auf Kohlenstoffbasis werden?

Das bin ich als Verbraucher anders gewohnt. Auch Deine Dienstleistung dürfte teurer sein als die Kapitalkosten Deiner Investitionen.

Ich bin mir nicht so sicher, dass diese Dinge Primärziel eines typischen Kraftwerksbetreibers sind...

V.

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Volker Staben

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 für billiges Geld die gewünschte Überbrückungsdauer zielgenau durch notwendige Dämmung an das akzeptierte Ausmaß des Verlusts anpassen, zweitens kann man diese extrem seltenen Wetterlagen dann auch mit fossiler Energie überbrücken.

Richtig. Ohne Verluste kommt keine Speichertechnologie aus. Kondensatore kommen da noch am besten weg, aber sind wie Akkus als nächstbeste Lösung fernab jeder Ökonomie. Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland wären schon die drittbeste Möglichkeit, sind aber trotz der vergleichsweise guten 80% Wirkungsgrad mangels Ausbaupotential außen vor. Norwegische Pumpspeicherkraftwerke kommen wegen der Stromübertragungsverluste über die weite Strecke schon höchstens auf 70% Wirkungsgrad, und damit sind sie nicht preiswerter, aber viel unfelxibler als Wärmespeicher.

Da ich nicht anders rechne und genau die Kosten an der Schnittstelle erfasse, muss ich mich über meine Rechnung nicht wundern. Wundern muss ich mich höchstens darüber, dass Du hier groß herumschwadronierst, ohne überhaupt zu wissen, worüber Du redest. Geh' zurück auf "LOS" im OP des Threads, zieh' keine 4000 Mark ein.

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

Falls Du glaubst, ich würde hier was bagatelliseren, dann könntest Du ja mit Leichtigkeit sachliche Gegenargumente anführen. 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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Tom Berger

Am Fri, 04 Feb 2011 20:55:39 +0100 schrieb Volker Staben:

Da irrst Du. Es ist da nämlich völlig irrelevant, wie viel regenerativ erzeugte Energie in den Orkus gejgt wird, denn bei regenerativer Energie kommt's alleine auf die Kosten an, weil ja sonst keine Umweltschäden damit verbunden sind. Wenn ich also billiger bin, wenn ich zwei Windräder aufstelle und thermisch speichere, als wenn ich nur ein Windrad aufstelle und in norwegischen Pumpspeichern speichere, dann gewinnt eindeutig die thermische Speicherung.

Übrigens: kürzlich wurde ein Verfahren ausgezeichnet, das mit 60% Wirkungsgrad Wasser und CO2 aus der Luft in Methan umwandelt, und das Methan dann im Gaskraftwerk, mit bestenfalls 60% Wirkungsgrad wieder in Strom. Da kriegt man aus drei kWh Windstrom also nur eine kWh Speicherstrom zurück, während meine thermische Speicherung aus gleichem Einsatz 1,5 kWh Speicherstrom macht.
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Tom Berger

Am 04.02.11 23.27, schrieb Tom Berger:

So irrelevant wird es nicht sein. Immerhin musst Du die regenerative Energie bezahlen. Auch den Teil, der im Kreissprozess verloren geht.

Eben.

???

Thermischer Speicher mit 90% Speicherwirkungsgard, thermische Umwandlungsverluste im Aufwand für 2 Windräder versteckt:

(2 * 6ct/kWh) / 0.9 = 13.3 ct/kWh

Ein Windrad, norwegischer Pumpspeicher:

(6 ct/kWh) / 0.7 = 8.6 ct/kWh

Ich sehe nicht, dass die thermische Speicherung gewinnt.

V.

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Volker Staben

Am 04.02.11 23.20, schrieb Tom Berger:

Ok - die Beleidigung nehme ich zurück. Aber "völlig unmotiviert" war die eher nicht, im Gegenteil.

Dass diese anderen Kosten "überall sonst auch" anfallen, ist zwar grundsätzlich richtig. Auch hier die Frage: sind sie überall gleich? Die Gesamtkosten werden deutlich vom Gesamtkonzept abhängen.

Und auch vollautomatisch arbeitende Systeme verursachen mit hoher Wahrscheinlichkeit außer den Kapitalkosten weitere Kosten.

Na denn.

V.

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Volker Staben

Am 04.02.11 23.27, schrieb Tom Berger:

Derzeit gibt es viele Konzepte. Das ist auch richtig so. Erstens gibt es Arbeit für Ingenieure. Und zweitens muss man sicherlich viele Konzepte realisieren, um ein Optimum zu finden, das dann zum Zeitpunkt x mit den fossilen Energien kostenmäßig vergleichbar ist.

Methan wird AFAIR auch deshalb hoch gehandelt, weil es mit dem Erdgasnetz bereits einen Speicher mit hoher Reichweite gibt. Und weil die Segmente Mobilität und Wärme kostengünstig regenerativ angebunden werden können. Wie gesagt - man muss das Gesamtkonzept sehen. Die Kosten werden bei 10...25 ct/kWh angesiedelt. Da in den Quellen, die ich kenne, Pumpspeicher mit 10 ct/kWh angegeben sind, vermute ich mal, dass dies die reinen Speicherkosten sind, die Kosten für Primärenergie (SolarFuel?), Verteilung,... noch obendrauf kommen. Damit dürften die Endverbraucherpreise 3...4 mal höher liegen als bisher, weit entfernt vom break-even.

V.

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Volker Staben

Am 04.02.2011 21:03, schrieb Volker Staben:

Wenn man immer alles auf einmal haben möchte, wird es nicht weiter gehen. Der Weg zur Vermeidung von CO2-Auststoß ist ein langer, bei dem nach und nach reduziert werden muss.

Insgesamt fände ich es besser, den überschüssigen Strom aus WKA in so einem Speicher zu speichern, statt ihn einfach wegzuwerfen, also die WKAs abzuschalten.

Offensichtlich scheint letzteres derzeit wirtschaftlicher zu sein.

Viel besser wäre es aber doch zumindest beim derzeitigen Kraftwerkspark, die thermischen Speicher an die thermischen Kraftwerke (Kohle, AKW) zu bauen. Da werden die direkt mit Frischdampf beheizt, statt mit dem Strom, der zuvor mit schlechtem Wirkungsgrad erzeugt wurde. Fallen die thermischen Kraftwerke dann irgendwann mal weg, weil die regenerativen das alleine schaffen, kann man die Speicher und Turbinen weiter betreiben. Nur die Heizung müsste dann auf elektrisch umgebaut werden, was wohl technisch eins der kleineren Probleme sein dürfte. In Aluminiumhütten und sonstiger Großindustrie gehts ja auch.

Wenn man das so macht, fallen viele Investitionskosten weg, da bei den derzeitigen Kraftwerken alles da ist, was man so braucht (Umspannwerke, Turbinen, Generatoren, Netzanbindung, usw)

Michael

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Michael Rübig

Am Sat, 05 Feb 2011 08:19:25 +0100 schrieb Volker Staben:

Da Du schon in Deinen ersten Beitrag auf mein OP Deine Beleidigungen nicht zurück halten konntest, muss also schon mein OP Anlass zu einer Beleidigung gegeben haben. Wie könnte ein sachlicher Beitrag, egal ob er nun sachlich richtig oder falsch oder gar völlig naiv ist, denn jemals Anlass zu Beleidigung geben?

Mir scheint, ich habe mit meiner Vermutung über Deine fehlende Erziehung nicht ganz unrecht.

Die sind fast überall höher, und ich habe schon hinlänglich ausgeführt, warum das so ist. Ein Wärmespeicher braucht kaum Platz, und er kann völlig simpel vollautomatisch betrieben werden. Wartung fällt praktsich nicht an.

Ja, z.B. die Kosten für den Platz. Und nun vergleichen wir mal, wie viel Platz ein Pumpspeicherkraftwerk benötigt, und wie viel Platz ein Wärmespeicher mit derselben Speicherkapazität benötigt. Und welche Kosten sollen für den Wärmespeicher darüber hinaus noch anfallen?

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Tom Berger

Am Fri, 04 Feb 2011 21:03:10 +0100 schrieb Volker Staben:

Das wird man nicht um jeden Preis tun. Wenn man 99% EE-Strom hat und zur Substitution des letzten Prozents fossilen Strom irrwitzig hohe Kosten in Kauf nehmen müsste, dann wird man das eher vermeiden wollen. Es ist im Prinzip eine Kostenfrage.

Aber wenn man es denn haben will, dann ist es sehr unproblematisch und sogar sehr preiswert, die Dämmung um den Wärmespeicher einfach nochmals 10 Zentimeter dicker zu machen. Das wurde Dir schon etliche Male mitgeteilt. Hast Du dabei Verständnisprobleme? Ich helfe gerne ...

SOrry, wo betreibst Du als Verbraucher eine Turbine und bist es gewohnt, dass der Preis der thermischen Energie an der Turbine anders ist als die Kosten der thermischen Energie im Speicher?

Wir schwant langsam, dass Du Dich da in was reinsteigerst und dabei schon jegliche Bodenhaftung verloren hast.

Und warum fragst Du dann?

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Tom Berger

Am Sat, 05 Feb 2011 09:34:59 +0100 schrieb Michael Rübig:

Genau das ist ja der Kern der Idee, außer dass ich Gaskraftwerke anstatt der schmutzigen und nur langsam regelbaren Kohlekraftwerke vorsehe. Für AKWs wurde das übrigens sogar schon vorgeschlagen, aber da halte ich es wegen der niedrigen Dampftemperaturen für wenig sinnvoll. Da müsste man analog zu Andasol mit Latentwärmespeichern arbeiten, und die sind halt ganz erheblich teurer. Überleg' mal, wie groß so ein Speicher sein müsste, der 3 GWh Wärme von 350°C aufnehmen kann, um nur 1 Stunde Laufzeit eines

1-GW-AKWs aufnehmen zu können!

Die möglichst hohe Temperatur ist der ganz wesentliche Trick an meinen Speichern. Damit kann sehr viel mehr Wärme zu wesentlich niedrigeren Kosten gespeichert werden. Ich bin immer noch am überlegen, mit welchen Konstruktionen man Wärme auch deutlich über 2000°C speichern könnte. Außer der Frage der Temperaturspannungen insbesondere beim Phasenwechsel muss da eventuell auch das Problem des Dampfdrucks über dem flüssigen Metall gelöst werden. Man müsste da eventuell mit einer Überdruck-Schutzgasatmosphäre im Speicher arbeiten.

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Tom Berger

Am 05.02.11 10.43, schrieb Tom Berger:

Du hast augeführt, warum das Deiner Meinung nach so ist. Kaum ein Speicher - egal, welcher Technologie - wird in den mir bekannten Quellen mit Kosten deutlich niedriger als 10 ct/kWh gelistet.

Eigenbedarf an Energie, Personalkosten, TÜV für den Aufzug, Wartung, Reparaturen, Kalibrierung der Messmittel, Lizenz- und sonstige Kosten für die Prozessleittechnik, Kommunikationsdienstleistung und noch viele Dinge bis hin zum Toilettenpapier?

V.

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Volker Staben

Am 05.02.11 09.34, schrieb Michael Rübig:

Was besser ist oder nicht, entscheiden die Kunden. Und der Gesetzgeber, der ja immerhin eine kostengünstige Energieversorgung vorschreibt. Was ja nicht so ganz unschlau ist.

Nicht nur das. Nebenbei derzeit technisch teils unvermeidbar.

Die Zielsetzung "regenerativ gewandelte Energie muss auf jeden Fall zum Kunden, und sei es unter Einsatz aberwitzig verlustbehafteter Speicher und zu extraterrestrischen Kosten" teilt nicht jeder.

V.

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Volker Staben

Am Sat, 05 Feb 2011 07:55:38 +0100 schrieb Volker Staben:

Gääähhhhn. Dass man Dir dieselben Fakten mindestens drei mal erzählen muss, ermüdet etwas.

Die Kosten der regenerativen Energie sind dabei selbstverständlich einbezogen. Auch die Kosten der Verluste.

Oh, das ist einfach: Du unterschlägst die Kosten der Speicherung und die Verluste beim Transport. Da Dir diese aber schon mehrfach explizit vorgerechnet wurden, nehme ich jetzt doch an, dass Du entweder einfach nur trollen willst, oder dass Du intellektuell doch ganz erheblich herausgefordert bist.

Falls Du wissen willst, welche Kostenanteile Du unterschlägst, dann lies einfach nochmals mein OP. Da steht das drin.

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Tom Berger

Am 05.02.11 10.50, schrieb Tom Berger:

  1. Die reinen Speicherkosten werden höher sein als die reinen Kapitalkosten.
  2. Für die Kosten je kWh am Frischdampfeingang der Turbine sind nicht nur die reinen Speicherkosten, sondern auch die Kosten je kWh für die einzuspeichernde Energie maßgeblich.

Insofern dürften die beiden von Dir betrachteten Positionen alles andere als "so ziemlich identisch" sein.

Wessen Fragen sind das?

V.

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Volker Staben

Am Sat, 05 Feb 2011 11:01:08 +0100 schrieb Volker Staben:

Ich habe keine Ahnung, welche Quellen Du nutzt, und wie die zu diesem Ergebnis kommen. Pumpspeicherkraftwerke können damit nicht gemeint sein, denn die haben die von mir genannten Kosten von ca 4 Ct pro abgegebene kWh Speicherstrom, und diese Kosten bestehen fast ausschließlich aus Kapitalkosten.

Die Kosten für den Wärmespeicher habe ich Dir vorgerechnet, und Du hast mit Deiner eigenen Kontrollrechnung das ja auch bestätigt.

Pumpspeicherkraftwerke laufen vollautomatisch. Während man z.B. bei Windkraftanlagen mit Betriebs- und Wartungskosten von ungefähr 2% der Anfangsinvestition rechnen muss, verschwinden bei automatischen Speicherkraftwerken diese Kostenanteile fast völlig. Ein typisches Pumpspeicherkraftwerk in Deutschland mag über's Jahr vielleicht 1 TWh Strom abgeben, da machen die Betriebs- und Wartungskosten auf die kWh umgerechnet schätzungsweise irgend was zwischen einem Hundertstel und einem Tausendstel Cent aus.

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Tom Berger

Am Sat, 05 Feb 2011 11:18:00 +0100 schrieb Volker Staben:

Die Kosten der einzukaufenden Speicherenergie habe ich getrennt von den Speicherkosten berechnet. Ich geb's hiernach auf - entweder willst Du trollen, oder Du bist einfach nur zu dumm.

Die Kostenanteile pro kWh abgegebenen Speicherstrom sind:

  1. Ankauf von Strom
  2. Speicherkosten
  3. Kosten der Stromrückgewinnung
  4. Kosten der Stromhin- und -rückleitung Beim Wärmespeicher sind wegen des niedrigen Wirkungsgrads der Stromrückgewinnung die Ankaufskosten erheblich höher als die des norwegischen Pumpspeicherkraftwerks. Dafür sind die Speicherkosten erheblich niedriger, und es fallen keine Verluste für Stromrückleitungen an.

Das norwegische Pumpspeicherkraftwerk kommt wegen der weiten Wege in der Summe nur auf einen Wirkungsgrad von bestenfalls 70%. Es muss also fast 1,5 kWh Windstrom einkaufen, um dann aus seinem Speicher wieder 1 kWh nach Deutschland zurück liefern zu können. Bei angenommenen Ankaufkosten von 6 Ct/kWh macht das 8,6 Ct/kWh.

Die Speicherkosten betragen ca 4 Ct/kWh, darin enthalten sind die Kosten der Stromrückgewinnung.

Die Kosten der Stromhin- und rückleitung nach und von Norwegen dürften mindestens um die 2 Ct/kWh betragen.

Fazit: die kWh Speichertstrom aus Norwegen hat Stromgestehungskosten von

14,6 Ct/kWh. Das ist ziemlich gleich viel wie die von mir ermittelten Gestehungskosten für Strom aus Wärmekraftwerken, wobei diese dann erhebliche Vorteile bieten.
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Tom Berger

Am 05.02.2011 11:00, schrieb Tom Berger:

Entschuldigt meine Frage, aber es war über in den letzten Tagen nicht möglich den ausgedehnten Thread zu verfolgen (und das jetzt alles nach zulesen).

Wie sollen den erst mal die Temperaturen von 1300 bis 2000 °C, in großen Dimensionen erzeugt werden?

Über welche Drücke denkst Du nach? Warum sollte ich eigentlich eine solche Anlage noch mit zus. (Druck-)Belastungen konfrontieren? Aus meiner Sicht reicht es wenn sie innertisiert ist. Dabei evtl. im kaltem Zustand sogar vom leichtem Unterdruck hochgefahren wird.
Reply to
Bodo Mysliwietz

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