Technologie

Ein drittes Leben für Kraftwerke

25.01.2019 - Konventionelle Kraftwerke lassen sich zu Wärme­speicher­kraft­werken um­rüsten.

Strom, der aus erneuerbaren Energien gewonnen wird, unter­liegt erheb­lichen Schwan­kungen: Wind­kraft­anlagen sind unmittel­bar abhängig von der Wind­stärke, bei bewölktem Himmel erzeugt eine Solar­anlage sofort weniger Strom, in der Nacht geht der Ertrag gegen Null. Hier unter­scheidet sich die Energie­gewin­nung aus erneuer­baren Energien funda­mental von der konti­nuier­lichen Strom­erzeu­gung in konven­tio­nellen Kohle- und Gas­kraft­werken. „Mit Blick auf die Ver­sor­gungs­sicher­heit muss das Energie­system auf allen Ebenen stark flexi­bili­siert werden, um Strom­erzeu­gung und -nach­frage auch bei hohen Anteilen schwan­kender Erzeu­gung erneuer­barer Energien auf­ein­ander abzu­stimmen. Dazu gehört auch die Kopp­lung der Sektoren Strom, Wärme und Verkehr“, sagt Karsten Lemmer, DLR-Vor­stands­mit­glied für Energie- und Verkehrs­forschung.

Der Erfolg der Energiewende hängt von der Entwick­lung neuer Speicher­techno­logien ab. Darum soll an einem Kraft­werks­stand­ort im rhei­nischen Revier ein Wärme­speicher­kraft­werk als Real­labor errichtet werden. Ziel des Baus und Betriebs dieser Pilot­anlage ist es, Flüssig­salz-Wärme­speicher einem um­fas­senden Praxis­test zu unter­ziehen. „Thermische Speicher bieten das Poten­zial, ideale Energie­speicher im Giga­watt­stunden-Maß­stab zu sein“, erläutert André Thess, Direktor des DLR-Instituts für tech­nische Thermo­dynamik. „Wir brauchen leistungs­starke Energie­speicher mit hohem Wirkungs­grad, die zugleich orts­unab­hängig und kosten­günstig sind. Sie sind von exis­ten­tieller Bedeu­tung für ein zukünf­tiges Energie­system auf Basis von erneuer­baren Energien.“ Nur mit­hilfe der Speiche­rung können die starken Schwan­kungen bei der Produk­tion umwelt­freund­licher Wind- und Solar­energie aus­ge­glichen und die – eben­falls hoch­dyna­mische – Energie­nach­frage gedeckt werden.

„Bestehende Kraftwerke zu großen Speicher­kraft­werken umzu­bauen, bietet gleich mehrere Vor­teile“, stellt Bernhard Hoff­schmidt, Leiter des DLR-Instituts für Solar­forschung fest: „Mit der Nach­nutzung kann ein Groß­teil der beste­henden – zum Teil noch jungen und sehr effi­zienten – Kraft­werks­technik erhalten bleiben. Und indem die Infra­struktur aus dem ersten Leben der Kraft­werke zu großen Teilen über­nommen wird, spart der Umbau enorme Kosten und Arbeits­plätze können erhalten bleiben.“ So lässt sich die beste­hende Kraft­werks­infra­struktur wie beispiels­weise Netz­an­schlüsse und Turbinen weiter nutzen. Nur die Zuliefe­rung des Roh­stoffs und die Speicher ändern sich. Als Zwischen­schritt auf dem Weg zum voll­ständig kohlen­stoff­dioxid­freien Third Life – nach einem ersten Leben als Kohle- und dem zweiten als Gas­kraft­werk – ist zunächst ein Hybrid­kraft­werk denk­bar, in dem ein Mix aus wärme­speicher- und gas­be­feuertem Dampf den Strom gene­riert.

DLR / RK

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