Das Stromnetz

Das Stromnetz ist das Rückgrad unser heutigen Energieversorgung. Das Stromnetz wird in einer Wasserstoffwirtschaft zwar nicht benötigt, doch bis zur vollständigen Installation einer Wasserstoffwirtschaft wird es Jahrzehnte brauchen. Hier wird nun gezeigt, dass sich Stromnetz und Wasserstoffnetz gut ergänzen. Es wird gezeigt, dass die Integration einer fluktuierenden Stromerzeugung mit einem regionalen Wasserstoffnetz viel leichter ist, als die Integration in die heutige Energiewirtschaft.

Leistungsschwankungen des Stromnetzes werden in Druckschwankungen des Erdgasnetzes umgewandelt. Das sollen die gewellten Linien in dieser Skizze andeuten.

Die Druckschwankungen wiederum werden in eine Veränderung der Wasserstoff-Transportmengen umgewandelt.

Stabilisierung des Stromnetzes durch ein Wasserstoffnetz

Durch den Zubau der Stromerzeugungskapazitäten von Wind und Photovoltaik werden immer größere Mengen von Strom unverkäuflich, besonders dann, wenn einige Kraftwerke weiterhin als “must ran” (müssen durchlaufen) eingestuft werden. Mit Brennstoffzellen im Wasserstoffnetz kommt nun ein neues Element der Stromerzeugung hinzu. Diese Brennstoffzellen können hochdynamisch betrieben werden. Normalerweise produzieren diese Brennstoffzellen Strom für den Eigenbedarf. Die Brennstoffzellen können aber auch bei Strommangel mit einem Mehrfachen ihrer Nennleistung Strom in das Netz einspeisen. Eine Begründung dazu finden Sie hier. Der Endverbraucher kann auch Überschussstrom für seinen gesamten Energieverbrauch nutzen, auch für Wärme. Kunden mit Brennstoffzellen besitzen ohnehin eine Elektroheizung. Da der Energieverbrauch für Wärme viel größer ist als der Energieverbrauch beim Strom, entsteht hier ein gewaltiges Ausgleichspotenzial. Ähnlich wie beim Konzept “demand site management” wird quasi virtuell verlustfrei Wasserstoff erzeugt. Für den Verbraucher müssen natürlich noch Rahmenbedingungen geschaffen werden, so dass er die Nutzung von Überschussstrom aus dem Netz für attraktiv hält. Es gibt in einigen Küstenregionen zeitweilig gewaltige Überschüsse von Windstrom, die nicht mit dem vorhanden Stromnetz abgeleitet werden können. In einigen Gegenden wohnen auch kaum Menschen, die den Strom komplett für ihren Gesamtverbrauch nutzen können. Hier bietet sich die Elektrolyse an, die diesen Strom in Wasserstoff konvertiert. Ausreichend dicke Rohrleitungen für den Wasserstoff liegen fast überall. Wie an anderer Stelle gezeigt wird, ist die Elektrolyse für jedwede Stromerzeugung der bessere Weg, um die Kosten von Strom und Wärme zu reduzieren. Die Stabilisierung des Stromnetzes nutzt Elemente von “power to gas” und “demand site management”. Im Unterschied zu diesen Konzepten werden jedoch keine Schattenkraftweke benötigt und keine Investitionen in Stromspeicher. Das Konzept generiert auch keine nennenswerten Energieverluste. Die Stromnetzstabilisierung ist lediglich ein Synergie-Effekt der Wasserstoffwirtschaft.

Schon eine einzige Kleinstadt mit Wasserstoffversorgung kann mehr zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen als ein großes Pumpspeicherkraftwerk.

In diesem Konzept Ist die Biomasse vor der Wasserstoff-Fabrik der eigentliche Stromspeicher. Damit lässt sich die Produktion von Wasserstoff exakt an den Bedarf anpassen. Das funktioniert genau so wie in der Kohlezeit als die Kraftwerke den Strom sekundengenau an den Bedarf angepasst haben. Mit Wasserstoff ist das nur einfacher, weil es nicht sekundengenau sein muss, denn das Rohrnetz selbst speichert für Stunden und die vorhandenen Kavernenspeicher für Monate.

aktualisiert: 26.11.2013

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