Grundsätzliches:
Die Energie, die ich jetzt erzeuge, muss auch jetzt verbraucht werden und die Energie die ich jetzt verbrauchen möchte muss genau jetzt erzeugt werden.
Das heißt, wenn sie ihren Wasserkocher zu Hause einschalten, der 2 KW Leistung benötigt, muss ein Kraftwerk im gleichen Moment 2 KW mehr Leistung erzeugen.
Umgekehrt muss die Leistung die ein Windrad erzeugt auch direkt verbraucht werden. Wenn das nicht möglich ist, muss das Windrad abgeschaltet werden, die Energie geht also verloren.
Deshalb ist es sehr wichtig große Mengen von Energie zu speichern.
Man muss unterscheiden zwischen Leistungangaben und Arbeitsangaben.
Alle Maßeinheiten mit einer Zeitangabe wie: kWh, MWh , GWh oder TWh sind Maßeinheiten von Arbeit.
Die Angabe 2 kWh gibt die Arbeitsleistung an mit der man eine Stunde einen Wasserkocher mit einer Leistung von 2 kW betreiben kann.
Ungekehrt kann man mit einer Leistung von 4 kW in 5 Stunden einen Akku mit 20kWh aufladen.
Zuordnung von Maßangaben bezogen auf Ein Watt:
| 1.000 | Kilo |
| 1.000.000 | MEGA |
| 1.000.000.000 | GIGA |
| 1.000.000.000.000 | TERRA |
| Energieverbrauch Gesamt | 2.333 | TWh |
| Verkehr | 635 | TWh |
| Industrie | 665 | TWh |
| Haushalte | 667 | TWh |
| Gewerbe Handel Dienstleistung | 365 | TWh |
Aufgeteilt in die einzelnen Energieformen in TWh:
| Kohle | Öl | Gase | Strom | Fernwärme | Ern. Fernwärme | Bio | ||
| Gesamt | 2333 | 92 | 836 | 599 | 482 | 98 | 128 | 39 |
| Haushalte | 667 | 4 | 141 | 249 | 128 | 51 | 95 | |
| Industrie | 665 | 88 | 28 | 246 | 207 | 45 | 31 | |
| Verkehr | 636 | 583 | 2 | 12 | 39 | |||
| Gewerbe | 365 | 84 | 102 | 135 | 2 | 36 |
| Windkraft | 132 |
| Photovoltaik | 51 |
| Biomasse | 45 |
| Wasserkraft | 18 |
| Gesamt Erneuerbare Energie | 246 |
1. In den vorhandenen Erdgasspeichern kann kein Wasserstoff gespeichert werden.
Begründung: Will man den Wasserstoff für Brennstoffzellen nutzen, muss dieser absolut rein sein. Schon bei geringsten Verunreinigungen ist der Wasserstoff nicht für Brennstoffzellen geeignet. Es müssen also separate Wasserstoffspeicher angelegt werden.
2. Die chemische Industrie benötigt, speziell für die Kunststoffherstellung, Gase mit einem CO2 Bestandteil.
a. Grundlage einer möglichst weitgehenden Umstellung auf erneuerbaren Energie:
Die Energieversorgung muss durch einen möglichst großen Energiespeicher ergänzt werden.
Weshalb, lässt sich durch eine Extremwertbildung der Energieversorgungsquellen darstellen:
Vorgaben ohne Energiespeicher:
– Es muss, zu jedem Zeitpunkt, der 100% Energiebedarf zur Verfügung gestellt
werden, es muss also mehr Energie hergestellt werden, um Schwankungen auszugleichen,
denn wenn die Firma A mehr Energie benötigt, kann er nicht die Firma B fragen ob er das darf.
– Windenergie und Sonnenenergie können bis zu 100% Energiemenge liefern
– Windenergie wird zwischen 0% und 100% erzeugt.
– Sonnenenergie wird zwischen 0% und 100% erzeugt.
– Ein Energiespeicher ist nicht vorhanden
Ergebnis:
Zur Sicherstellung der Energieversorgung muss jetzt sichergestellt werden, das bis
zu 100% des Energiebedarfs aus anderen, nicht erneuerbaren Energiequellen bereit
gestellt wird.
Vorgaben mit Energiespeicher:
– Es muss, zu jedem Zeitpunkt, der 100% Energiebedarf zur Verfügung gestellt
werden.
– Windenergie und Sonnenenergie können bis zu 100% Energiemenge liefern
– Windenergie wird zwischen 0% und 100% erzeugt.
– Sonnenenergie wird zwischen 0% und 100% erzeugt.
– Ein Energiespeicher ist vorhanden und min. mit der Energiemenge von 3
Tagesbedarfsmengen gefüllt
Ergebnis:
Jetzt wird der Energiebedarf fast immer aus den erneuerbaren Energie-
quellen abgedeckt.
3. Ermittlung der Energiespeichergröße
Nachts: Max. Energiebedarf – Windenergie = Energiespeichergröße
Tags: Max. Energiebedarf – Sonnenenergie – Windenergie = Energiespeichergröße
Die Größe des Energiespeichers muss so groß ausgelegt sein, dass er mehrere energiearme Tage ausgleichen kann.
Wenn mehr erneuerbare Energie erzeugt wird, als momentan gebraucht wird, werden die Energiequellen der erneuerbaren Energien nicht abgeschaltet, sondern die Energie in den Energiespeicher zwischengespeichert.
4. Speichermedium
Als Speichermedium dient Methangas. Das Methangas lässt sich problemlos in den vorhandenen unterirdischen Gasspeichern speichern, in Gegensatz zu Wasserstoff.