Bei ökologisch produzierten Strom sind Angebot und Nachfrage keine festen Größen: Wie viel Wind- oder auch Solarenergie produziert wird, hängt vom Wetter ab, während die Stromnachfrage nicht zu jeder Tageszeit gleichhoch ist. Weil Windenergie aber auch dann anfällt, wenn sie nicht gebraucht wird, entwickeln Forscher spezielle Energiespeicher.
Windkraftanlagen sollen durch spezielle Speicher effizienter werden Foto: dpa
DÜSSELDORF. Ingenieure wollen den Windstrom künftig nutzen, um in einer Elektrolyse Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten – und damit die Energie in Form des Wasserstoffs zu speichern. In Zeiten höherer Nachfrage lässt sie sich über eine Brennstoffzelle wieder abrufen. Dank dieses Wasserstoff-Rückgrats könnte Windstrom künftig so verlässlich werden wie Energie aus dem Gaskraftwerk. Bisher konnte Ökostrom an den an den internationalen Strombörsen EEX oder Nord Pool nicht wirklich mitspielen, weil er kaum planbar war.
Die Firma Enertrag, die in der Uckermark 70 Windkraftanlagen mit einer Gesamtleistung von 120 Megawatt betreibt, will mit Hilfe von Forschern der Fachhochschule Stralsund eine derartige Speicherstation bauen: Nordöstlich von Prenzlau plant die Firma, einen 500-Kilowatt-Elektrolyseur zu errichten, mit dem voraussichtlich ab 2008 überschüssiger Strom zur Produktion von Wasserstoff genutzt werden kann. Bestandteile einer solchen Anlage sind neben dem Elektrolyseur der Wasserstoff-Speicher, PEM-Brennstoffzellen sowie eine intelligente Steuerung, die die Speichermenge je nach Windstrommenge regelt. Außerdem wird aus den Daten der Strombörse errechnet, wann Strom am teuersten gehandelt wird. Dann lohnt es sich, den gespeicherten Wasserstoff in elektrische Energie zu wandeln und ins Netz zu schicken.
Auch das Kompetenzzentrum Wasserstoff- und Brennstoffzellen-Technologie (KWB) der Fachhochschule Lübeck, die bereits über eine 4-Kilowatt-Demoanlage verfügt, hat sich mit der Windstromspeicherung auseinander gesetzt: Für eine Kapazität in der Größenordnung eines Pumpspeicherkraftwerks oder eines Druckluftspeichers mit einer Kapazität von 600 Megawattstunden wäre ein Wasserstoffspeicher in der Größenordnung eines mittleren Bürogebäudes erforderlich. Hier wird Gas unter Druck gespeichert, sagt Roland Hamelmann von der FH Lübeck. Je größer die Anlage, um so mehr Skaleneffekte ließen sich erzielen: Während die Kosten heute noch bei 4000 Euro je Kilowatt Leistung liegen, könnten im großtechnischen Maßstab zwischen 20 und 30 Prozent davon mit jeder Verdoppelung des Produktionsvolumens eingespart werden. Im Endzustand lägen die Investitionskosten um die 500 Euro je Kilowatt, schätzt Hamelmann.
Im Projektstadium ist auch das Forschungsvorhaben Hywind-Balance eines Konsortiums Oldenburger Unternehmen und der dortigen Universität. Die Pilotanlage pumpt den Wasserstoff in 24 mannshohe Stahlflaschen, aus denen sich bei Bedarf die Brennstoffzelle bedient. „Nach diesem Prinzip kann man Windstrom in Form von Wasserstoff speichern, wenn er an windigen Tagen im Überfluss vorhanden ist", sagt Hywind-Balance-Projektleiter Hans-Peter Waldl von der Firma Overspeed in Oldenburg. Die Hywind-Balance-Brennstoffzelle bringt es im Moment zwar nur auf fünf Kilowatt Leistung. Ein einziges mittelgroßes Windrad mit zwei Megawatt Leistung wäre noch viel zu groß für eine solche Testanlage: Es würde den kleinen Wasserstoffspeicher im Energielabor in nur sechs Minuten füllen. „Die Anlage ist natürlich noch sehr klein", räumt Waldl ein, „aber an ihr können wir bereits viele technische Fragen klären." Bis die Speicher für die Dimensionen zukünftiger Offshore-Windparks gerüstet sind, dauert es noch etwas. „So weit werden wir erst in etwa zehn Jahren sein", glaubt Waldl.
