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Hochdruck-Pump-Speicherkraftwerk

Unsere Lösung für das fehlende Puzzleteil der Energiewende: Der Geburtsfehler der Energiewende liegt darin, dass sich der Ausbau der Erneuerbaren Energien (EE) bisher nur auf die installierte Peak-Leistung von PV-Anlagen und Windparks konzentriert, ohne große Energiespeicher hierfür vorzuschreiben. Um den Energiebedarf auch während der längeren  Zeiten von Stromunterdeckung aus EE zu decken, speichert HPS die Überschussenergie, um diese bei hohem Strombedarf wieder einspeisen zu können.

Wasserstoff; Energiespeicher; Hochdruck-Pump-Speicherkraftwerk grüner Wasserstoff; power to x

HPS speichert den Überschuss-Strom aus Erneuerbaren Energien und speist diesen bei Versorgungslücken z.B. Dunkelflauten wieder ein

Durch den Zubau von Erneuerbaren Energien entstehen deutlich stärker ausgeprägte Stromspitzen  und tägliche Versorgungslücken z.B. bei Dunkelflauten

HPS nimmt den Überschuss-Strom aus Erneuerbaren Energien auf, speichert diesen und speist diesen bei Versorgungslücken wieder ein, so dass diese minimiert werden

Faktencheck zur Energiewende

  • Die Energiewende schreitet zwar voran, jedoch stagniert die gesicherte Leistung aus PV-Anlagen und Windparks seit 2013 bei weniger als 0,3% (<300 MW) der installierten Leistung hieraus (> 100.000 MW)
  • Der Geburtsfehler der Energiewende liegt darin, dass sich der Ausbau der Erneuerbaren Energien (EE) bisher nur auf die installierte Peak-Leistung von PV-Anlagen und Windparks konzentriert, ohne große Energiespeicher hierfür vorzuschreiben
  • Der Anteil der volatilen Stromerzeugung nimmt dadurch mit dem Ausstieg aus Kohle- und Atomkraftwerken zu und führt ab 2023 zu Problemen, die Netze zu stabilisieren
  • Zusätzliche leistungsfähige Stromtrassen sind zwar wichtig, helfen jedoch nicht, wenn zu viel Überschuss-Strom aus Windparks und PV-Anlagen erzeugt wird und nicht zwischengespeichert werden kann, während bei Dunkelflauten kein Beitrag zur Bedarfsdeckung geleistet werden kann
  • Die vorhandenen Pumpspeicherkraftwerke mit einer gesamten Speicherkapazität von 40.000 MWh (40 GWh) reichen bei weitem nicht aus, um die Leistungsdefizite aus EE, insbesondere während ausgedehnter Dunkelflauten auszugleichen
  • Um die Ziele der Bundesregierung, im Jahr 2050 (ca. 90% der Energie-erzeugung über EE) erreichen zu können, ist es kontraproduktiv, diese auszubauen, ohne ab sofort die Speicherkapazität z.B. mit Hochdruck-Pump-Speicherkraftwerken (HPS) für ein erstes Etappenziel um den Faktor 6, also um 240 GWh zu erhöhen
  • Dies erfordert große Anstrengungen von allen Akteuren, die von maßgeschneiderten politischen Rahmenbedingungen unterstützt werden müssen
  • Das Speicherkraftwerke-Dilemma besteht darin, dass ohne Speicherkraftwerke der weitere Ausbau der Leistung aus PV und Wind keinen Sinn macht, aber  für in Netze, PV-Anlagen, Windparks und Abnehmer integrierte Speicherkraftwerke Rahmenbedingungen geschaffen werden müssen, die deren wirtschaftlichen Betrieb erlauben

Lösungsansatz

  • Entwicklung eines Hochdruck-Pump-Speicherkraftwerks (HPS), das keinerlei Höhendifferenz benötigt, aber die gleiche Energiedichte wie ein Pumpspeicherkraftwerk in den Hochalpen mit bis zu 2.000 m Fallhöhe besitzt
  • HPS können im Gegensatz zu konventionellen Pumpspeicherkraftwerken mit mehreren hundert m Fallhöhe weitestgehend unsichtbar im Flachland sowie in zu renaturierenden Braunkohlerevieren und in bzw. auf Gewässern realisiert werden
  • Durch Integration in Photovoltaikanlagen und Windparks kann der dort anfallende Überschuss-Strom vor-Ort aufgenommen werden, ohne dass Durchleitungsentgelte anfallen 
  • Internationale Hybrid-Energieprojekte mit Erzeugung und Transport von grünem Wasserstoff und von anderen regenerativ erzeugten Energieträgern sind mit der HPS-Technologie möglich

Anwendungsgebiete

  • Integration von HPS als Energiespeicher in Freiflächen PV-Anlagen 
  • Integration von HPS als Energiespeicher in Onshore- und Offshore-Windparks
  • Dadurch entfallen Netzdurchleitungsgebühren
  • Die Netzzuführungen können kleiner ausgelegt werden
  • PV-Anlagen und Windparks werden erwachsen und entwickeln sich durch HPS zu regelbaren, weitgehend autarken Kraftwerken, was sie bislang wegen fehlender Regelfähigkeit nicht sind
  • Hiermit wird der entscheidende Geburtsfehler des EEG (Erneuerbare Energien Gesetz) – große PV-Anlagen und Windparks ohne Energiespeicher in Stromnetze zu integrieren – dank HPS beseitigt
  • Integration von HPS als Energiespeicher entlang von Stromtrassen zur Netzverstärkung und Verbesserung der Flexibilität
  • Errichtung großer Kraftwerksleistungen mit bis zu 4.000 MW und Speicherkapazitäten bis zu 80 GWh in ehemaligen Braunkohlelagerstätten vor deren Renaturierung

Unsere Kunden

  • Stromnetzbetreiber und Stadtwerke: Überbrückung von Dunkelflauten von bis zu 20 h pro Tag
  • Betreiber von (Braun-) Kohlekraftwerken: Umwandlung der Kraftwerksblöcke in regenerative Pump- u. Wärmespeicherkraftwerke
  • Projektentwickler und Investoren für PV-Anlagen: Renditeverbesserung durch Verlagerung der Netzeinspeisung in Zeiten höherer Einspeisetarife
  • Onshore- und Offshore-Windparks: Ausgleich von Flauten durch HPS
  • Industrie mit hohem Strombedarf: Mittel-bis langfristige Sicherstellung unterbrechungsfreier Stromversorgung
  • Batteriehersteller: Mit den hohen CO2-Emissionen zur Herstellung von Fahrzeugbatterien können die EU-Grenzwerte für Fahrzeuge nicht eingehalten werden, solange sie nicht im 24/7 Modus Strom aus EE beziehen, was erst durch Zwischenspeicherung mit HPS ermöglicht wird
  • Betreiber von Ladesäulen: Bei Zunahme des Anteils von Elektrofahrzeugen reichen die Netzkapazitäten nicht aus und müssen durch HPS verstärkt werden
  • Supermärkte und Parkplätze: In Verbindung mit PV-Anlagen kann HPS Schnell-Ladestationen mit Strom versorgen


Alleinstellungsmerkmale

  • Sehr niedrige Stromgestehungskosten (LCOE - Levelized cost of electricity)
  • Lebensdauer von 50 Jahren; teilweise über 80 Jahre bei bestehenden Anlagen
  • Kein Nachlassen der Kapazität im Verlauf der Betriebsjahre durch Degradation
  • Hoher Zykluswirkungsgrad von 75-85%
  • Es werden keine Seltene Erden benötigt
  • Minimaler temporärer Eingriff in die Natur
  • Positiver Umwelteffekt mit der Option zur Bewässerung landwirtschaftlicher Flächen
  • Kein anfallender Abfall während und vollständiges Recycling am Ende der Laufzeit nach 50 und mehr Jahren 
  • Nutzung heimischer Ressourcen, Produktionskapazitäten und Know-how
  • Standortunabhängige unter- bzw. überirdische Installation sowie in und auf Gewässern
  • Minimaler Flächenbedarf, da kein oberes Becken auf einem Berg erforderlich ist
  • Integration in PV-Anlagen und Windparks ohne nennenswerten Flächenverbrauch möglich; in Ländern wie der Slowakei werden Energiespeicher in PV-Anlagen verpflichtend 
  • Extrem große Leistungen und Speicherkapazitäten pro Standort bis 4.000 MW und 80 GWh (80.000 MWh) im Braunkohletagebau vor Renaturierung möglich (dies wäre das weltweit größte Speicherkraftwerk)
  • Erstklassige Produktionspartner mit großer Produktionskapazität und Expertise
  • Getrennte Aufstellung der HPS-Komponenten von Stromspeicherung in Verbindung mit Wasserstofferzeugung in sonnenreichen Ländern und Stromerzeugung in Ländern bzw. Kontinenten mit hohem Energiebedarf, die mittels Schiffstransporten verbunden werden und einen deutlich höheren Wirkungsgrad als mit reinem Wasserstoff erlauben