Forum für Wissenschaft, Industrie und Wirtschaft

Hauptsponsoren:     3M 
Datenbankrecherche:

 

Handlungsempfehlungen zum Ausbau der Elektroenergiespeicherung in Deutschland

11.12.2009
Fraunhofer ISE koordinierte Studie des Bundeswirtschaftsministeriums

Speichertechniken für elektrische Energie werden bei der Netzintegration erneuerbarer Energien und der Elektromobilität immer wichtiger. Im Rahmen einer Studie für das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) haben das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Systemtechnik AST mit dem Beratungsunternehmen VKPartner den Stand und das Entwicklungspotenzial der Speichertechniken in Deutschland untersucht. Im Mittelpunkt der Studie stehen die Technologieentwicklung, die Veränderungen der Wertschöpfungsketten sowie die Anforderungen an die Investitionsgüterindustrie. An der Studie haben Experten der betroffenen Branchen mitgewirkt. Sie gibt Handlungsempfehlungen für Politik, Wirtschaft und Ausbildung und ist hier ( http://www.bmwi.de/BMWi/Navigation/Service/publikationen,did=320676.html) kostenlos erhältlich.

Portable, mobile und stationäre Anwendungen brauchen Elektroenergiespeicher. In praktisch jeder Leistungsklasse stehen verschiedene Speichersysteme in Konkurrenz zueinander, so die Studie.

Den portablen Sektor, etwa Akkus für Mobiltelefone und Laptops, dominieren derzeit asiatische Firmen. Mobile Energiespeicher werden vor allem von der Fahrzeugindustrie benötigt. »Speziell Lithium-Ionen-Akkumulatoren erfahren derzeit einen intensiven Entwicklungsschub«, erklärt Dr. Tom Smolinka vom Fraunhofer ISE. Sind Kostenfrage, Sicherheitsaspekte, Tieftemperaturverhalten, Schnellladefähigkeit und die Frage der Lebensdauer erst einmal gelöst, würden sie sich gegenüber Konkurrenz-Batterien auf Basis von NaNiCl oder NiMH durchsetzen.

Da reine Elektrofahrzeuge absehbar nicht die Reichweite heutiger Fahrzeuge erzielen werden, spielen Hybridkonzepte aus Batterien in Kombination mit kleinen Verbrennungsmotoren oder zukünftig Brennstoffzellen eine wichtige Rolle. »Wasserstoff wird langfristig als Speichermedium für die elektrischen Netze sowie als künftiger Kraftstoff in der Elektromobilität eine bedeutsame Rolle spielen« ist sich Dr. Christopher Hebling, Abteilungsleiter am Fraunhofer ISE sicher.

Im stationären Sektor werden neben elektrochemischen vor allem mechanische Speicher eingesetzt. Pumpspeicherkraftwerke bleiben auf lange Sicht weltweit dominant zur Bereitstellung von Reserve- und Regelleistung. Das Potenzial ist in Deutschland jedoch nahezu ausgeschöpft. Der Bedarf an Regelenergie wird bis 2025 kräftig steigen, prognostiziert die Studie. Zusätzliche Kapazitäten würden so notwendig. »Mittelfristig könnten sich adiabate Druckluftspeicherkraftwerke bewähren«, sagt Steffen Nicolai vom Fraunhofer AST. Hier sei jedoch noch erheblicher Forschungsaufwand nötig.

Ein weiteres Beispiel sind Wasserstoff-Speicherkraftwerke. Sie können relevante Mengen an Energie länger als ein bis zwei Tage speichern, befinden sich aber ebenso wie Redox-Flow-Batterien noch in der Entwicklung. Dr. Tom Smolinka: »Es bleibt aus technischer Sicht die Wasserstoffspeicherung in Kavernen als einzige großmaßstäbliche und saisonale Möglichkeit der Energiespeicherung mit über 100 Gigawattstunden Kapazität pro Jahr. Sie könnte den Einsatz von wasserstoffbetriebenen Brennstoffzellenautos beschleunigen.« Zu berücksichtigen ist aber auch: Elektroenergiespeicher konkurrieren mit einem möglichen internationalen Netzausbau und der intelligenten Anbindung von Verbrauchern.

Das zu erwartende Wachstum im Bereich der Elektroenergiespeicher führt zu Verschiebungs- und Substitutionseffekten in den existierenden Wertschöpfungsketten, so die Studie. Für die Investitionsgüterindustrie bestehen sowohl Chancen neue Märkte und Produkte zu etablieren, als auch das Risiko des Verlustes an Wertschöpfung und Arbeitsplätzen.

Die zunehmende Marktdurchdringung dezentraler und zentraler regenerativer Energieerzeuger führt zu einem großen Handlungsbedarf zur Sicherung der Netzstabilität. Elektroenergiespeicher werden ihren Anteil dazu leisten. In Abhängigkeit politischer Weichenstellungen könnten hier einige Zehntausend Arbeitsplätze in der Batterieherstellung sowie im Kraftwerks- und Anlagenbau entstehen.

»Drastischere Auswirkungen gibt es in der Automobilindustrie«, warnt Sven Krüger von VKPartner. Hybrid- und Elektrofahrzeuge bedingen neue Fahrzeugkonzepte und angepasste Lieferantenstrukturen. Mittel- und langfristig sind daher deutliche Verschiebungen in den Wertschöpfungsketten zu erwarten. Aktuell wird in Deutschland eine Fertigung für Lithium-Ionen-Batteriesysteme aufgebaut. Hierdurch können Arbeitsplatzverluste bei Zulieferern nur teilweise kompensiert werden. Die positiven Effekte liegen insbesondere im Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Automobilindustrie.

Die BMWi-Studie kommt zu folgenden Handlungsempfehlungen: Weiter voranzutreiben ist die Entwicklung und der Aufbau einer nationalen Wertschöpfung für Lithium-Ionen-Akkumulatoren, aber auch die Suche und Förderung von Folgetechnologien, die Schaffung von Marktanreizen zur Integration von Speichern sowie Investitionsunterstützungen für Elektroenergiespeicher. Hinzu kommt der Aufbau unternehmerischer und institutioneller Netzwerke sowie die Erhöhung der Transparenz vorhandener Initiativen. Wichtig sind hierbei ebenfalls die Bildung bzw. Stärkung von Lehrstühlen der Elektrochemie sowie die Definition und Einführung korrelierender Lehrberufe und Berufsbilder.

Karin Schneider | Fraunhofer Gesellschaft
Weitere Informationen:
http://www.ise.fraunhofer.de

Weitere Nachrichten aus der Kategorie Studien Analysen:

nachricht Personalisierte Medizin – Ein Schlüsselbegriff mit neuer Zukunftsperspektive
14.07.2017 | Institut für Bioprozess- und Analysenmesstechnik e.V.

nachricht Enterprise 2.0 ist weiterhin bedeutendes Thema in Unternehmen
03.07.2017 | Hochschule RheinMain

Alle Nachrichten aus der Kategorie: Studien Analysen >>>

Die aktuellsten Pressemeldungen zum Suchbegriff Innovation >>>

Die letzten 5 Focus-News des innovations-reports im Überblick:

Im Focus: Einblicke unter die Oberfläche des Mars

Die Region erstreckt sich über gut 1000 Kilometer entlang des Äquators des Mars. Sie heißt Medusae Fossae Formation und über ihren Ursprung ist bislang wenig bekannt. Der Geologe Prof. Dr. Angelo Pio Rossi von der Jacobs University hat gemeinsam mit Dr. Roberto Orosei vom Nationalen Italienischen Institut für Astrophysik in Bologna und weiteren Wissenschaftlern einen Teilbereich dieses Gebietes, genannt Lucus Planum, näher unter die Lupe genommen – mithilfe von Radarfernerkundung.

Wie bei einem Röntgenbild dringen die Strahlen einige Kilometer tief in die Oberfläche des Planeten ein und liefern Informationen über die Struktur, die...

Im Focus: Molekulares Lego

Sie können ihre Farbe wechseln, ihren Spin verändern oder von fest zu flüssig wechseln: Eine bestimmte Klasse von Polymeren besitzt faszinierende Eigenschaften. Wie sie das schaffen, haben Forscher der Uni Würzburg untersucht.

Bei dieser Arbeit handele es sich um ein „Hot Paper“, das interessante und wichtige Aspekte einer neuen Polymerklasse behandelt, die aufgrund ihrer Vielfalt an...

Im Focus: Das Universum in einem Kristall

Dresdener Forscher haben in Zusammenarbeit mit einem internationalen Forscherteam einen unerwarteten experimentellen Zugang zu einem Problem der Allgemeinen Realitätstheorie gefunden. Im Fachmagazin Nature berichten sie, dass es ihnen in neuartigen Materialien und mit Hilfe von thermoelektrischen Messungen gelungen ist, die Schwerkraft-Quantenanomalie nachzuweisen. Erstmals konnten so Quantenanomalien in simulierten Schwerfeldern an einem realen Kristall untersucht werden.

In der Physik spielen Messgrößen wie Energie, Impuls oder elektrische Ladung, welche ihre Erscheinungsform zwar ändern können, aber niemals verloren gehen oder...

Im Focus: Manipulation des Elektronenspins ohne Informationsverlust

Physiker haben eine neue Technik entwickelt, um auf einem Chip den Elektronenspin mit elektrischen Spannungen zu steuern. Mit der neu entwickelten Methode kann der Zerfall des Spins unterdrückt, die enthaltene Information erhalten und über vergleichsweise grosse Distanzen übermittelt werden. Das zeigt ein Team des Departement Physik der Universität Basel und des Swiss Nanoscience Instituts in einer Veröffentlichung in Physical Review X.

Seit einigen Jahren wird weltweit untersucht, wie sich der Spin des Elektrons zur Speicherung und Übertragung von Information nutzen lässt. Der Spin jedes...

Im Focus: Manipulating Electron Spins Without Loss of Information

Physicists have developed a new technique that uses electrical voltages to control the electron spin on a chip. The newly-developed method provides protection from spin decay, meaning that the contained information can be maintained and transmitted over comparatively large distances, as has been demonstrated by a team from the University of Basel’s Department of Physics and the Swiss Nanoscience Institute. The results have been published in Physical Review X.

For several years, researchers have been trying to use the spin of an electron to store and transmit information. The spin of each electron is always coupled...

Alle Focus-News des Innovations-reports >>>

Anzeige

Anzeige

IHR
JOB & KARRIERE
SERVICE
im innovations-report
in Kooperation mit academics
Veranstaltungen

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungen

Den Nachhaltigkeitskreis schließen: Lebensmittelschutz durch biobasierte Materialien

21.07.2017 | Veranstaltungen

Operatortheorie im Fokus

20.07.2017 | Veranstaltungen

 
VideoLinks
B2B-VideoLinks
Weitere VideoLinks >>>
Aktuelle Beiträge

Einblicke unter die Oberfläche des Mars

21.07.2017 | Geowissenschaften

Wegbereiter für Vitamin A in Reis

21.07.2017 | Biowissenschaften Chemie

Den Geheimnissen der Schwarzen Löcher auf der Spur

21.07.2017 | Veranstaltungsnachrichten