Morgenstadt - wie wir morgen leben

aus Wasser erzeugt, kann es schon heute bis zu 5 Prozent dem Erdgas beigemischt werden. Dieser Prozentsatz ließe sich erhöhen. „Nicht nur wir im ISE, sondern auch Experten in der Politik sind der Meinung, dass die Energiewende ohne Wasserstoff nicht zu machen ist“, so der Physiker.
    Das superleichte Gas wäre ein Energieträger mit vielen Vorteilen. Es ist als Bestandteil des Wassers in beliebiger Menge vorhanden, in vielfältiger Form Teil des biologischen Kreislaufs und damit umweltverträglich. Es lässt sich als komprimiertes Gas, als tiefgekühlte Flüssigkeit oder eingelagert in Metallhydriden transportieren und speichern. Bei seiner Verbrennung oder bei der Verstromung in Brennstoffzellen entsteht wieder reines Wasser; damit trägt Wasserstoff – da er kein Kohlendioxid erzeugt – nicht zum Treibhauseffekt bei. Außerdem hat er einen recht hohen Energieinhalt.
    Würde man ihn in großen Mengen erzeugen, könnte man Wasserstoff nicht nur dem Erdgas beimischen, sondern auch unterirdisch speichern. Schon heute sorgen die großen Gaslieferanten mit solchen Speichern vor, damit sie den erhöhten Energiebedarf im Winter decken können: Im Sommer pumpen sie überschüssiges Gas in unterirdische Lager, die dann in der kalten Jahreszeit wieder entleert werden. In ähnlicher Weise könnte man auch Zwischenspeicher für den kurzfristigeren Ausgleich des Stromangebots betreiben. Kavernen, die mehr als 1000 Meter tief in Salzformationen künstlich ausgespült werden, eignen sich dafür, aber auch Felskavernen oder aufgelassene Bergwerke, sofern sie gasdicht sind.
    Dort ließe sich – wie heute schon – Erdgas speichern, aber auch Wasserstoff oder Druckluft. Mit überschüssigem Strom aus Windkraftwerken können Kompressoren betrieben werden, die Luft in die Hohlräume pressen. Wenn man später Strom braucht, leitet man die Druckluft aus dem Speicher auf eine Turbine, die mit einem Generator verbunden ist. „Natürlich geht bei diesem Verfahren viel Energie verloren, der Wirkungsgrad beträgt bei bisherigen Anlagen weniger als 54 Prozent“, sagt Dr. Daniel Wolf vom Fraunhofer-Institut für Umwelt-, Sicherheits- und Energietechnik UMSICHT in Oberhausen.
    Um die Ausbeute zu verbessern, ist es sinnvoll, nicht nur die Druckluft, sondern auch die Wärme zu speichern, die bei deren Kompression entsteht. Wolf und sein Team haben zu diesem Zweck ein Verfahren entwickelt, das es erlaubt, mit relativ niedrigen Temperaturen zu arbeiten: „Wir entziehen dem Prozess die Wärme in mehreren Schritten, dafür haben wir ein innovatives Verdichter- und Turbinenkonzept entwickelt.“ Den Forschern gelingt es so, die Speicher innerhalb von nur fünf Minuten zu aktivieren; bisher benötigte man dafür etwa die dreifache Zeit.
    Auch oberirdisch gibt es große Energiespeicher, die sich dem Bedarf anpassen: die sogenannten Pumpspeicher-Kraftwerke. Sie bestehen aus zwei Seen, die auf unterschiedlicher Höhe liegen und mit Rohren verbunden sind. Normalerweise läuft das Wasser aus dem oberen See in den unteren und treibt dabei eine Turbine an, die über einen Generator Strom erzeugt. Wenn beispielsweise nachts kaum Bedarf an Strom herrscht, schalten die Ingenieure den Betrieb um und pumpen mit dem überschüssigen Strom Wasser aus dem unteren in den oberen See hoch. Das größte derartige Kraftwerk ist das Pumpspeicherwerk Goldisthal in Thüringen. Es wurde 2003 in Betrieb genommen und erzeugt eine Leistung von rund 1000 Megawatt. Obwohl es 33 dieser Energiespeicher in Deutschland mit einer Gesamtleistung von gut 6600 Megawatt gibt, reicht ihre Kapazität bei weitem nicht aus, um auch nur einen Teil der Windflauten auszugleichen.
VERNETZTE ENERGIESPEICHER IM HAUSHALT
    Immer, wenn das Stromnetz in der Morgenstadt überquillt, werden Stromspeicher in Aktion treten, zum Teil innerhalb der Stadt, zum Teil außerhalb. Da konventionelle Batterien für größere Speichermengen zu klein und zu teuer sind, werden derzeit höchst unterschiedliche Lösungen diskutiert und erprobt, je nachdem, ob es darum geht, die Energie für Monate, Tage oder nur Stunden zu puffern. Welche sich am Ende durchsetzen werden, lässt sich heute noch nicht absehen. Wahrscheinlich wird es eine Mischung aus verschiedenen Technologien sein.
    In den großen Ballungsgebieten können die Netze nebst den Verbrauchern selbst als Stromspeicher wirken. Dabei geht es nicht einfach darum, Klimaanlagen oder Waschmaschinen kurzfristig an- oder abzuschalten. Viel intelligenter ist