Energiespeicher können den Erfolg der Energiewende, die aufgrund des Klimawandels notwendig ist, entscheiden. Pumpspeicherkraftwerke oder Blei-Säure-Batterien haben sich seit Jahrzehnten bewährt. An der Entwicklung, dem Bau und der Integration neuer Energiespeichersysteme in die Energieversorgung wir gearbeitet. Die Energiespeicher sind für die Verbreitung erneuerbarer Energien zur Stromversorgung entscheidend. Es gibt zurzeit verschiedene Energiespeicher, die sich im Aufbau, in der Betriebsart und der Energieform, die sie speichern, unterscheiden.

Die Energiespeicher sind besonders bei einer Dunkelflaute notwendig.

Verschiedene Speicherarten bzw. Speichertechnologien:

• Mechanische Energiespeicher
  Mechanische und thermomechanische Energiespeicher werden für die Langzeitspeicherung von elektrischer Energie durch die Umwandlung in eine andere Energieform genutzt.
  • Pumpspeicherkraftwerke
  • Hydraulischer Energiespeicher
  • Druckluftspeicher
  • Schwungradspeicher
  • Flüssigluft-Energiespeicher
  • Thermopotenzialspeicher
• Thermische Energiespeicher (Wärmespeicher)
  Thermische Energiespeicher gibt es in drei verschiedene Speicherkonzepten:
  1. Sensible Speicher (Wärmespeicherung durch Temperaturveränderung des Speichermediums)
  2. Latente Speicher (Wärmespeicherung hauptsächlich durch die Nutzung von Phasenwechsel von fest zu flüssig)
  3. Thermochemische Wärmespeicher (Wärmespeicherung in Form einer reversiblen thermo-chemischen Reaktion)
  Wärmespeicher werden zur Wärme- und Kälteversorgung sowie zur Kopplung mit unterschiedlichen Wärmenetzsystemen. Diese Lang- und Kurzzeitwärmespeicher werden zentral, dezentral und/oder gebäudeintegriert eingesetzt.
  • Erdbeckenspeicher
  • Erdwärmesondenspeicher
  • Naturstromspeicher
  • Eisspeicher
  • Aquiferspeicher
  • PCM-Speicher (Phase Change Material)
  • Kies-Wasser-Speicher
  • Sorptionsspeicher
  • Gebäudeintegrierte Speicher (kaltes Nahwärmenetz)
  • Heißwasser-Speicher
  • Multifunktionaler Power-To-Heat & Power Speicher "multiTESS")
  • Wasserspeicher für Power-to-Heat-Anlagen
  • SaltX-Anlage
  • ThermalBattery™-Technologie
• Chemische Energiespeicher
  Diese Speicher basieren auf dem Prinzip der Umwandlung von Strom (möglichst erneuerbare Stromüberschüsse), mittels Elektrolyse in Wasserstoff. Zurzeit sind die Methanisierung (Erdgas), Methanolisierung und die Fischer-Tropsch-Synthese (synthetischer Benzin/Diesel/Kerosin) noch am interessantesten.
  • Wasserelektrolyse
  • Power-to-Gas
  • Metallhydridspeicher
  
• Elektrochemische Energiespeicher (Dezentrale und zentrale Batteriespeicher)
  Diese Speicher basieren auf dem Prinzip der Umwandlung von Strom (möglichst erneuerbare Stromüberschüsse), mittels Elektrolyse in Wasserstoff. Zurzeit sind die Methanisierung (Erdgas), Methanolisierung und die Fischer-Tropsch-Synthese (synthetischer Benzin/Diesel/Kerosin) noch am interessantesten.
  • Sonnenbatterie
  • Lithium-Ionen- und Lithium-Polymer-Batterien
  • Nickel-Kadmium und Nickel-Metallhydrid Batterien
  • Natrium-Schwefel-Batterien
  • Blei-Säure-Batterien
  • Luftsauerstoff-Batterie – Metall-Luft-Batterien
  • ZEBRA-Batterien – Natrium-Nickelchlorid-Batterien
  Redox-Flow-Batterie – Vanadium, Polysulfid-Bromid, Zink-Brom und andere
• Elektrische Energiespeicher
  Die Energiespeicherung in einem Kondensator beruht auf der Aufrechterhaltung eines elektrischen Feldes, in welchem Energie gespeichert ist. Im Zusammenhang der Energiespeicherung sind vor allem Superkondensatoren von Bedeutung.
  Bei Spulen dagegen wird die Energie in elektromagnetischen Feldern gespeichert. Um diese Felder nahezu verlustfrei aufrechtzuerhalten, ist ein sehr geringer Innenwiderstand notwendig. Dies wird z. B. mit Supraleitern realisiert, indem diese auf extrem niedrige Temperatur abgekühlt werden.
  • Kondensatoren
  • Supraleitende magnetische Energiespeicher
  

Speicher in Wärmenetzen
Prof. Dr. Eckard Ritterbach, RAMBOLL Deutschland GmbH
Dr. Marius Maximini, EEB ENERKO Energiewirtschaftliche Beratung GmbH
Technologien des Energiespeicherns– ein Überblick
- ingenieur.de, VDI Verlag GmbH
Energiespeicher-Technologien im Überblick
- energie-experten.org, Greenhouse Media GmbH
Energiespeicherung als Element einer sicheren Energieversorgung
- Wiley-VCH GmbH
Der Stromspeicher. Selbst erzeugten Solarstrom jederzeit nutzen.
- Hager Vertriebsgesellschaft mbH & Co. KG
Großwärmespeicher zentraler Baustein einer fexiblen Stron- und Wärmeversorgung
Agentur für Erneuerbare Energien e. V.
Wärmespeicher 2021
Dr. Armin Kraft, EEB ENERKO Energiewirtschaftliche Beratung GmbH

Bei einem Blackout können die zur Zeit vorhandenen Stromspeicher nur für einige Stunden genügend Strom zur Verfügung stellen.

Seltene Erden

Als Seltene Erden werden die Gruppe der sogenannten Lanthanoiden (Lanthan, Cer, Praseodym, Neodym, Promethium, Samarium, Europium, Gadolinium, Terbium, Dysprosium, Holmium, Erbium, Thulium, Ytterbium, Lutetium) sowie die beiden Elemente Scandium und Yttrium bezeichnet.

Metalle der Seltenen Erden im Periodensystem der Elemente (fett umrandet) - bitte anklicken
Quelle: Julian Claus

Seltenerdmetalle sind von hoher Bedeutung für die Industrie und haben zahlreiche Anwendungsgebiete. Die einzelnen Seltenen Erden werden hierbei für unterschiedliche Anwendungen genutzt. Da die Trennung der Elemente voneinander jedoch technisch aufwendig und teuer ist, werden, wann immer möglich, gemischte Seltenerdprodukte in nachgelagerten Prozessen verwendet.
Besonders für die Zukunftstechnologien (E-Mobilität, Autonomes Fahren, magnetische Kühlsysteme und Drohnen bzw. zivile Luftfahrzeuge für den Güter- und Personenverkehr, die aktuell weiterentwickelt werden) sind die Seltenen Erden notwendig.

Anwendungsgebiete Seltene Erden:
• E-Mobilität (Dysprosium, Neodym, Praseodym, Terbium)
• Batterien - Akkus (Lanthan, Neodym)
• Katalysatoren (Lanthan, Cer Neodym, Praseodym, Samarium, Ytterbium)
• Permanentmagnete (Neodym, Praseodym, Dysprosium, Terbium, Samarium)
• Metall-Legierungen (Cer, Ytterbium, Dysprosium, Terbium, Neodym, Praseodym)
• Windkrafttechnologie (Dysprosium, Neodym, Praseodym, Terbium)
• Luftfahrt (Neodym, Samarium, Scandium, Europium)
• Kernkraft (Dysprosium, Europium, Samarium, Holmium, Gadolinium)
• Wasserelektrolyse (Scandium, Yttrium, Cer, Lanthan, Gadolinium)
• Halbleiter (Terbium, Cer, Erbium, Lanthan, Neodym, Praseodym, Samarium, Scandium, Yttrium, Ytterbium)
• Leuchtmittel (Cer, Dysprosium, Erbium, Europium, Lanthan, Lutetium, Gadolinium, Neodym, Praseodym, Terbium, Thulium, Ytterbium, Yttrium)
• Keramik (Scandium, Yttrium, Cer)
• Glas (Cer, Neodym, Praseodym, Holmium)
• Pigmente (Cer, Erbium, Europium, Gadolinium, Holmium, Neodym, Praseodym, Samarium)
• Polituren (Cer, Neodym)
• Laser (Ytterbium, Neodym, Holmium, Thulium, Erbium)
• Medizintechnik (Gadolinium, Lutetium, Terbium, Yttrium, Neodym, Erbium)

Erfahren Sie hier alles über Seltene Erden
TRADIUM GmbH

Seltene Erden ließen sich auf Müll- oder Schrottplätzen "fördern", denn im Elektroschrott (Smartphones, Computern und anderen Elektrogeräten) sind diese enthalten. 62 Millionen Tonnen Elektroschrott landeten allein im Jahr 2022 auf dem Müll, die Tendenz ist steigend. Pro Einwohner fallen in Deutschland laut Statischem Bundesamt 12,5 Kilogramm Elektroschrott an.

Seltene Erden
Geolitho Stiftung gemeinnützige GmbH
Wofür und wie wir Seltene Erden gewinnen
ARD alpha
Norwegen hat Europas größtes Vorkommen Seltener Erden
Ströer Digital Publishing GmbH
Metalle der Seltenen Erden in Elektroautos
Agence France-Presse

Dunkelflaute
Die Dunkelflaute (wenig oder keine Sonne, wenig oder kein Wind) und die "kalte" Dunkelflaute (wenig oder keine Sonne, wenig oder kein Wind, hohe Stromnachfrage [Winter]) sind eine Hürde der Energiewende, denn ein Totalausfall von Wind und Sonne gefährden die Versorgungssicherheit mit Strom und Wärme.
Im Rahmen der Energiewende, die aufgrund des Klimawandels notwendig ist, werden die Erneuerbare Energien (Windkraft, Photovoltaik) den Hauptanteil der Energieversorgung übernehmen und die konventionellen Energieträger (Erdöl, Erdgas, Kohle, Holz, Atomkraft) ersetzen. Wie sieht es aber aus, wenn über Tage hinweg kein Wind weht und es eine längere Zeit keine Sonne scheint? Die bestehenden Biogasanlage und die eventuell vorhandene Wasserkraftwerke werden den notwendigen Bedarf energetischer Nutzung (Strom, Wärme, Verkehr, Produktherstellung und Grundstoffindustrie) nicht zur Verfügung stellen können. Hier ist der Einsatz von Energiespeichern notwendig.
In systemrelevante Bereichen (z. B. Krankenhäuser, Arztpraxeb, Altenheime, Wassererke, Tankstellen) sind auch Netzersatzanlagen (Notstromaggregate) installiert. Diese sind nicht für eine dauerhafte und klimaneutrale Stromerzeugung geeignet, können aber reaktionsschnell kurzfristig auftretende Spitzen abfangen. Die Netzersatzanlagen werden in Virtuellen Kraftwerken (Ein Zusammenschluss von dezentralen Einheiten im Stromnetz, die über ein gemeinsames Leitsystem koordiniert werden) zum Ausgleich von Netzfrequenzschwankungen genutzt. Im Notfall kann auch Wärme und Kälte gemietet werden.

Ausgleich in der "kalten Dunkelflaute"
Kalte Dunkelflaute - Robustheit des Stromsystems bei Extremwetter
- F. Huneke, C. Perez Linkenheil, M. Niggemeie - Greenpeace Energy eG
Dunkelflaute: Wie ernst ist der Ausfall von Wind & Solar?
- Florian Blümm, Tech for Future

Blackout

Blackout - Wahrscheinlich oder Panikmache? Eine Antwort auf diese Frage ist nicht einfach. Auch die Experten sind sich hier nicht einig. Auf jeden Fall darf die Diskussion in den Medien nicht zu einer Panik führen. Wichtig sind leichtverständliche Informationen über das Thema "Blackout". Schon der Begriff kann in der Bevölkerung zur Panik führen. Leider sind zunehmend "schlechte Nachrichten" in den Medien die "besten Nachrichten" >((
In vielen Fällen ist es aber kein totaler Stromausfall, sondern ein "Brownout* ".
* Ein Brownout bezeichnet eine zu geringe Spannung im Stromnetz, sozusagen die Vorstufe eines Stromausfalls. Brownouts entstehen bei einem Ungleichgewicht im Stromnetz.

>>> hier ausführlicher - Stromnetzstörungen <<<

Hinweis! Schutzrechtsverletzung: Falls Sie meinen, dass von meiner Website aus Ihre Schutzrechte verletzt werden, bitte ich Sie, zur Vermeidung eines unnötigen Rechtsstreites, mich umgehend bereits im Vorfeld zu kontaktieren, damit zügig Abhilfe geschaffen werden kann. Bitte nehmen Sie zur Kenntnis: Das zeitaufwändigere Einschalten eines Anwaltes zur Erstellung einer für den Diensteanbieter kostenpflichtigen Abmahnung entspricht nicht dessen wirklichen oder mutmaßlichen Willen. Die Kostennote einer anwaltlichen Abmahnung ohne vorhergehende Kontaktaufnahme mit mir wird daher im Sinne der Schadensminderungspflicht als unbegründet zurückgewiesen.