Dr. Mario Herger im Gespräch

Das vollständige Gespräch mit Mario Herger bei YouTube

1. Deindustrialisierung und Innovationsdruck in Deutschland

Mario Herger spricht über die schleichende Deindustrialisierung Deutschlands seit 2011 und die Herausforderungen, mit denen neue Industrien konfrontiert werden. Beispiele wie die Angriffe auf neue Fabriken verdeutlichen die gesellschaftlichen Spannungen und den fehlenden gesellschaftlichen Konsens in Deutschland bezüglich moderner Energie- und Industrieprojekte.

2. Kalifornien als Innovationshub: Ursachen und Mechanismen

Herger beschreibt, warum Kalifornien als Innovationsmotor weltweit führend ist, insbesondere im Silicon Valley. Faktoren wie das dynamische Arbeitsrecht, die hohe Mobilität der Fachkräfte und die Geschichte von Wagniskapital und technologischen Experimenten spielen eine zentrale Rolle.

3. Autonomes Fahren und Künstliche Intelligenz (KI)

Der Stand der Technik in autonomen Fahrzeugen wird erläutert, wobei Kalifornien führend ist. Herger schildert seine Erfahrungen mit autonomen Taxis und erklärt, wie KI-gestützte Software in Autos getestet wird. Die Herausforderungen, die mit diesen Technologien einhergehen, werden im Vergleich zu Deutschlands Regulierungen thematisiert.

4. Energiesysteme und die Rolle der Elektromobilität

Diskussion über den Wandel hin zu emissionsfreien Fahrzeugen, gesetzliche Anforderungen in Kalifornien und die Bedeutung erneuerbarer Energiequellen wie Solarenergie. Tesla als Beispiel für integrierte Lösungen von Elektrofahrzeugen und Solarspeichern.

5. Die Zukunft von KI, Robotik und Transhumanismus

Herger gibt einen Ausblick auf den nächsten Technologiezyklus, bei dem KI und Robotik zu einer Verbindung von Mensch und Maschine führen könnten. Themen wie künstliches Leben und die Rolle von KI-Agenten sowie zukünftige Transhumanismus-Entwicklungen werden angesprochen.

Zur Liste aller Gespräche:

https://energiespeicher.blogspot.com/p/energiegesprache-mit-eduard-heindl.html

Student Energy Summit 2017 SES2017

Internationaler Student Energy Summit (SES)

Seit 2009 findet alle zwei Jahre der SES statt, eine Konferenz für Studenten die sich für Energie interessieren. In diesem Jahr, 2017, war ich als Sprecher eingeladen, weil offenbar mein früherer TEDx Auftritt zum Thema Lageenergiespeicher (Gravity Storage) gut gefallen hat.

Das Event ist wirklich sehr international, die Studenten waren aus 80 Ländern, ehrlich gesagt habe ich noch nie auf einer Konferenz mit derart weltweit verteilten Teilnehmern gesprochen (Herkunft der Studenten).

Herkunft der Teilnehmer, kein relevantes Land fehlt.

Anreise

Merida in Mexiko liegt leider für uns abgelegen, sodass ich über Houston, Texas, anreisen musste.

Schon der Gangway zum Flugzeug hat zufällig mit Energie zu tun.

Auf dem Flug fallen dem Beobachter beim Blick aus dem Fenster natürlich die Fracking-Felder in Texas auf.

Fracking in Texas.

Nach 16 Stunden, mit einer Zwischenlandung, erreiche ich endlich Merida, noch vor der Zollabfertigung komme ich mit dem Energy Commissioner von Kalifornien, David Hochschild, ins Gespräch, jetzt weiß ich, dass ich am richtigen Ort bin.

Blick aus dem Hotel: Solarthermische Anlagen!

Eröffnung der Konferenz

Die Eröffnung der Konferenz beginnt am späten Nachmittag in der Oper von Merida. Ein etwas merkwürdiges Bild geben die hochrangigen Politiker vor der Opernkulisse ab, ein Arrangement, das nicht Absicht war und nicht unumstritten bei den teilnehmenden Politikern. 

Vom Gouverneur von Yukatán bis zum mexikanischen Energieminister ist viel Prominenz gekommen.

Die Reden der Politiker, unter anderem des Energieministers, werden alle auf Spanisch in erheblicher Lautstärke gehalten, sodass man selbst als aufmerksamer Zuhörer wenig von der Simultanübersetzung versteht.

Wie es der Zufall will, soll in den nächsten Tagen die große Privatisierung der Energiewirtschaft in Mexiko, von Öl bis Strom, erfolgen, also ein gutes Thema für die Sprecher. Einige zynische Hinweise auf Trump, der das Pariser Abkommen zur CO2 Vermeidung ablehnt, haben natürlich auch nicht gefehlt.

Deckenfresko in der Oper

Danach gab es eine echte Opernaufführung, Pagliacci von Leoncavallos über Schauspiel und Realität, die allerdings die Sitzreihen deutlich gelichtet hat.

Vorträge und Panels

Die Vorträge waren zumeist in Panel-Diskussionen eingebunden. Im ersten Panel stand die Frage, was ist eine echte nachhaltige Entwicklung im Vordergrund. Neben technischen Fragen sind auch sozial Fragen für eine gute Entwicklung wichtig.

Alle waren sich einig, dass Fotovoltaik für viele Länder eine große Entwicklungschance bietet, bei der, ähnlich wie bei der Einführung des Mobiltelefons, ein Entwicklungsschritt übersprungen (Leapfrog) werden kann.

Erstes Panel, links die "Mitgründerin" von SES

In der zweiten Session durfte ich im Panel "What's Next, the technological transition" sprechen.

Ich habe neben der Arbeitsweise des Gravity Storage Systems auch allgemeine Aspekte zum starken Wachstum von PV hervorgehoben.

Die Lernkurve bei PV ist für die globale Energiewende wichtig.

Im gleichen Track war noch ein Vortrag über Geothermie, eine unterschätzte Energiequelle, wie der Referent Paul Brophy meinte. 

Spannend war ein Vortrag am Nachmittag über die Zukunft von Öl, gehalten von Chris Sladen, Präsident von BP Mexiko. Er hat mit Folien aus der BP Studie auf das weitere Wachstum des Ölverbrauchs hingewiesen. Die Frage stellt sich natürlich, ob das Zweckoptimismus ist, oder ob das wirklich so kommt.

2. von Links: Chris Sladen, BP daneben aus Saudi Arabien David Michael Wogan.

Zum Schluss gab es noch ein Panel, das die ehemalige Bürgermeisterin Londons, Dame Fiona Woolf, geleitet hat. Während der Diskussion zum Thema Energiepolitik hat ein Zeichner live eine Art visuelles Protokoll der Sitzung angefertigt.

Neben Mrs. Woolf David Hochschild aus Kalifornien

David Hochschild betonte, dass in Kalifornien die drei negativen Vorhersagen; Arbeitslosigkeit, Wirtschaftsstagnation und Blackout, die durch die Umstellung auf erneuerbare Energien kommen sollten, nicht eingetroffen sind. Über 100.000 neue Arbeitsplätze, nicht zuletzt bei Tesla, höheres Wirtschaftswachstum als im Rest der USA und kein einziges Blackout!

Wichtig war ihm weiterhin, darauf hinzuweisen, dass langfristig angelegte politische Rahmenbedingungen sehr wichtig für Investitionen in Erneuerbare sind, Programme, die nur ein bis zwei Jahre laufen, bringen nichts. Ein lang laufendes Programm über 15 Jahre kann sehr erfolgreich sein.

Zweiter Kongresstag

Der Tag begann mit einem Vortrag im "Centro de Investigación Científica de Yucatán, A.C. (CICY)" vor Studenten. Eine Begleitveranstaltung zum SES2017 in Mexiko.

Das Wachstum der erneuerbaren Energiequellen Sonne und Wind in meinem Vortrag erläutert.

Anschließend ging es im Kongresszentrum mit einem sehr spannenden von Guillaume Fouché von Bloomberg weiter. Er zeigte mit einem Feuerwerk gut aufbereiteter Folien die Megatrends im Energiebereich auf.

Das Ende des Kohlezeitalters symbolisiert durch die Installation von Solarzellen auf dem Dach des Kohlemuseums in Kentucky.

Neben den Symbolbildern wie dem obigen, auch eine Grafik, die zeigt, dass, durch Optimierung der Standorte, die Windenergie wesentlich wirtschaftlicher geworden ist. Ich vermute, das liegt auch daran, dass der weltweite Anteil in Deutschland aufgestellter Windkraftwerke zurückgeht, die notorisch wenig Wind ernten können.

Windkraftwerke werden international immer effizienter, von 12% auf 32% innerhalb von 20 Jahren.

Die Zukunft gehört dem Elektroauto, die Verteilung der vorhandenen und geplanten Elektroautos als Grafik in Abhängigkeit von Reichweite und Größe bis 2020.

Alle werden Elektroautos liefern, wenn die Ankündigungen stimmen. (Bild, wie alle anderen, zum Vergrößern anklicken)

Nach so viel Zukunft durfte ich erst einmal für meine CO2-Emissionen Abbitte leisten. Für den Flug aus Europa habe ich wohl so viel CO2 erzeugt, dass dies nur durch 50$ als Spende an ein Regenwaldprojekt in Mexiko ausgeglichen werden kann. 

50$ für den Regenwald, meine Ablasszahlung für den CO2 Fußabdruck meiner Anreise.

Am Nachmittag gab es dann einen Riesenworkshop, in dem die Studenten die Themen, die ihnen wichtig waren, bearbeiteten. An 26 Tischen wurden, mit sehr unterschiedlichem Temperament, die Themen bearbeitet. Von der Frage zur Kernenergie bis zu solaren Smartphone Ladegeräten war alles dabei.

Die Themen der 26 Workshops

Anschließend wurde präsentiert, mit Schlagworten wie "New, Clear" (Nuklear) haben sich einige für Kernenergie eingesetzt, eine Gruppe hat ein Wasserrad zur Generation von Strom an abgelegenen Fluss-Siedlungen gezeigt.
Andere wollen die Fotosynthese verbessern oder eine Energie App für Kinder schreiben. Die Resultate waren sehr bunt und wurden lustig präsentiert.

Präsentation der Resultate, hier nachhaltige Gemeinschaften.

Am Abend gab es noch eine sehr laute Party vor einer alten Kolonialzeit Villa.

Quinta Montes Molina, a great location!

Workshops

Nach der Party ließ das mexikanische Organisationsteam den Tag sehr ruhig angehen, um 11h starteten nach längerer Bus anreise am Campus der Yukatán Universität mitten im Urwald mehrere Workshops.

Tief im Wald liegt der Campus und Technologiepark. (Die vierspurige Autobahn war sehr leer)

Die Studenten waren mit großer Begeisterung dabei, wenn auch die Fragestellungen in der sehr lauten Atmosphäre eher untergegangen sind. Trotzdem eine interessante Erfahrung, wenn an einem Tisch junge Menschen aus allen Kontinenten sitzen.

Wir tanzen die Wasserkraft.

Rückflug

Auf dem Rückflug noch ein Blick auf die Erzeugung von CO2 mit deutscher Braunkohle, traurig!

Schlimmer als Fracking, Braunkohle Tagebau am Rhein.

Weitere Berichte von Kongressen und Konferenzen

Meine Erfahrungen mit dem Tesla

Tesla, mehr als ein Elektroauto

Seit zwei Jahren gibt es das Model S der Firma Tesla Motors aus Palo Alto in Kalifornien, dem Herz des Silicon Valley. Dort wurde bisher viel Zukunft erfunden und wird offensichtlich immer noch viel Zukunft erfunden.
Nicht nur aus diesem Grund habe ich im Sommer einen Tesla S 85D im Internet bestellt und Mitte Oktober 2015 bekommen. Meine ersten Erfahrungen mit dem Auto will ich in diesem Blogbeitrag beschreiben.

Das Batterieauto

Dank Laptop und Handy haben wir uns ja alle an das nächtliche Aufladen unserer wichtigen technischen Hilfen gewöhnt. Auch ein Tesla benötigt Strom für seine Batterien und am bequemsten ist es, wenn man den Tesla über Nacht in der Garage auflädt. Damit das schnell und problemlos geht lies ich mir eine Drehstromsteckdose in der Garage montieren.

Notwendige Kabel und Ausrüstung für eine 16A Drehstromsteckdose

An den Drehstromstecker hängt ein Ladekabel von Tesla, das direkt an das Auto angesteckt wird. Netterweise erkennt das Auto den Stecker, öffnet die "Tankklappe" und man steckt ein. Danach fliest der Strom, was über einige LEDs angezeigt wird. Mit der einfachen 16A Drehstromsteckdose kann man mit 11kW laden. Das reicht mühelos aus um das Auto über Nacht "vollzutanken".

Der wirklich angenehme Vorteil ist, man hat am Morgen, wenn man in das Auto einsteigt, eine volle Batterie mit bis zu 500 km Reichweite. Daher muss ich praktisch nie extern Aufladen, da ich sehr selten weiter an einem Tag fahre. Der Strompreis beträgt bei meinem E-Werk 25ct/kWh, damit entstehen Stromkosten von  weniger als 5€/100km, wenn ich zuhause tanke. Beim Aufladen am Supercharger entstehen keine Kosten, ich habe das bisher zweimal ausprobiert, da, wie gesagt, kein echter Bedarf bestand. Lustig ist die Ladeanzeige, die angibt, wie viel Kilometer man pro Stunde tankt, bei mir erschien 530km/h.

Der fahrende Laptop

Dass das Auto aus dem Land der Computer stammt, bemerkt man sofort beim Einsteigen, ein 17 Zoll Monitor rechts vom Fahrer dominiert die ansonsten fast völlig leere Mittelsäule. Der Rechner verbindet sich problemlos mit meinem Android GalaxyNoteEdge Smartphone (Im Gegensatz zu meinem vorherigen Auto). Das hat etwa den praktischen Effekt, dass alle Telefondaten sofort verfügbar sind, aber auch, dass am Morgen auf dem großen Display vor der Abfahrt alle Termine erscheinen, die ich in meinem Google Terminkalender für diesem Tag eingetragen habe.

Tesla App, damit kann man viele Funktionen des Autos steuern.

Die Verbindung mit dem Smartphone geht so weit, dass man bereits am Frühstückstisch per App die Wunsch-Temperatur beim Einsteigen wählen kann. Es dürfte das erste Auto sein, das auch eine remote Vorkühlung des Innenraums ermöglicht.

Erstaunlicherweise kann man per App das Auto sogar hupen lassen, auf großen Parkplätzen vielleicht eine gute Idee. Nebenbei findet man das Auto sehr leicht, da die Koordinaten, bis hin zur Standrichtung des Autos, online verfügbar sind. Ein Auto, das eben vollständig vernetzt ist. Keine bequeme Beute für Autodiebe, nebenbei bemerkt.

Im Auto bietet das Display die Google Maps als Basis der Navigationssoftware. Bei der Routenberechnung werden alle Supercharger inklusive Ladezeiten berücksichtigt. Selbstverständlich bekommt man in Echtzeit die Straßenlage eingeblendet und nicht die veralteten Informationen vom Autoradio oder TMC. Weitere Informationen wie Stromverbrauch, Reichweite, rückwärtsgerichtete Kamera, Browser, sind je nach Situation für mich sehr nützlich.

Der Autopilot

Nachdem ich das Auto erhalten hatte, dauerte es gerade einmal zwei Tage, bis über Internet ein Update auf die Version 7.0 der Fahrzeugsoftware eingespielt wurde. Die sensationelle Eigenschaft ist der Autopilot. Das Auto kann dank Radar, Kamera und Ultraschallsensoren selbstständig die Spur halten und die Geschwindigkeit anpassen.

Ich benutze den Autopilot sehr gerne auf der Autobahn, dann muss man nicht ständig mit voller Konzentration am Lenkrad kleben. Da der Autopilot sich an ein voranfahrendes Fahrzeug "Anhängt", bleibt man immer auf der gewünschten sicheren Distanz zu diesem Fahrzeug. Dabei kann man sogar wählen, ob man eher etwas näher auffährt oder ob man einen größeren Abstand bevorzugt. 

Das Spurhalten gelingt bei normaler Fahrbahnmarkierung perfekt, im Stau wird das vorausfahrende Fahrzeug als Orientierung genommen, da manchmal dann keine Spurstreifen zu sehen sind. Was der Computer dabei macht, wird gut über das Display vor dem Lenkrad angezeigt.

In Baustellen erkennt der Autopilot die gelben Streifen und fährt gut ein und aus, allerdings halte ich mich gerade in solchen Situationen schon sehr lenkbereit. Sobald man etwas fester das Lenkrad dreht, ist man wieder Herr über das Lenken. 

Auf Bundes und Landstraßen wird zwar auch häufig der Spurassistent vom Auto angeboten, aber gerade bei kurvigen Strecken wähle ich noch gerne meine eigene Fahrweise.

Hier lautet ganz klar das Fazit, bei langen Strecken ist es für mich eine erhebliche Entlastung, wenn ich nicht selbst auf jedes Bremslicht auf der Autobahn reagieren muss. Ich fühle mich hier sicher gefahren und bin sogar gerne bereit etwas langsamer zu fahren, etwa hinter einem Lieferwagen, und nutze die Zeit um etwa online TED Vorträge anzuhören. Ja, neben den vielen Radio und Internetkanälen kann man direkt TED Vorträge, ohne Bild, online anhören.

Das Rennauto

Der Tesla S 85D ist aber nicht nur ein vollelektronisches Batterieauto, er hat das Fahrverhalten eines Sportwagens. Ich hatte bisher wenig Kontakt zu Sportwagen, daher bin ich immer noch fasziniert, wenn ich auf das Strompedal drücke und in vier Sekunden hundert Stundenkilometer erreicht habe. Völlig ohne Lärm und schalten. Ich werde wirklich in die Sitze gedrückt und es kitzelt wie auf der Achterbahn, nicht alle Beifahrer finden das gut, dann fahre ich eben gemütlich.

In Kurven spielt der extrem niedrige Schwerpunkt eine wichtige Rolle, die Batterien, die etwa 600 kg wiegen, sind unter den Sitzen. Man sitzt daher etwa 7 cm höher als bei einem vergleichbarem Auto, wo die Füße direkt auf dem Bodenblech liegen. Da die Batterien etwas Wärme entwickeln ist es am Boden nicht kalt. 

Kindersitze im Kofferraum. Beliebt und sehr sicher.

Das Familienauto

Ein nettes Element der Sonderausstattung sind die Kindersitze im Kofferraum. Die beiden Kindersitze sind gegen die Fahrtrichtung gestellt und meine beiden Söhne lieben die Hosenträgergurte. Ein Vorteil ist, es kann auch ein befreundetes Paar mitfahren und zum anderen stört der Lärm der Kinder nicht, da sie spürbar weiter vom Ohr des Fahrers weg sitzen.

Es gibt auch unter der vorderen Haube einen kleinen Kofferraum. Dieser ist allerdings beim Allrad (D steht nicht für Diesel sondern für DualDrive!) sehr klein, da etwas Platz für den vorderen Elektromotor benötigt wurde. Da es wohl eine Vorschrift für das Schließen von Motorhauben gibt, ist dies etwas unbequem, man muss, wie von Motorhauben gewohnt, fest andrücken.

Das Zukunftsauto

Die Bedeutung des Tesla Elektroautos liegt in der erstmaligen vollständigen Umsetzung der Idee eines batteriegetriebenen Autos. Bisher ist bei allen vollwertigen Autos der Energiespeicher in Form eines Behälters für Brennstoffen, ob Benzin, Diesel, Ethanol, Methan, Wasserstoff, in Ausnahmen sogar Holz, realisiert. Die erfolgreiche Entwicklung der Lithium Ionenbatterie, zunächst für Videokameras und dann für Mobilgeräte aller Art, hat es ermöglicht, das Speicher- und Antriebskonzept völlig zu verändern. 

Elektroautos können nicht nur Energie beim Bremsen rückgewinnen, sie könnten, am Stromnetz hängend auch einen wesentlichen Beitrag zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen. Man bedenke, bereits 2000 Tesla haben die Leistung eines Kernkraftwerks und mit 170 MWh die Speicherkapazität eines kleinen Pumpspeicherkraftwerks. 

Der Bau eines Elektrofahrzeugs kann sehr preiswert erfolgen, Karosserie, Fahrgestell, Elektronik, Elektromotor und Batterie. Nur die Batterie ist noch sehr teuer, aber das kann sich bald ändern. Noch kostet der Tesla in der von mir gewählten Version 97000€, in Zukunft sicher weniger. Ich werde über die Entwicklungen und meine Erfahrungen weiter berichten.

Hier geht es zum Teil 2: Tesla auf großer Fahrt

Mehr zum Auto bei Tesla

Solten Sie einen Tesla kaufen, können Sie mit diesem Code einen 100€ Gutschein zum Laden erhalten. http://ts.la/eduard8606 (Ich gebe den Link so weiter ohne dafür bezahlt zu werden!)

Mehr zum Thema auch im visionärem Vortrag von Lars Thomsen.

Elektromobilität: Revolution der Automobilindustrie von Lars Thomsen

Energy Storage North America

Konferenz und Ausstellung ESNA

Vom 13.-15. Oktober 2015 fand die ESNA in San Diego CA statt, die sich selbst als "The Largest Grid Energy Storage Event in North America" bezeichnet. Mit 2500 Teilnehmern aus 42 Ländern war sie auch fast zehnmal so groß als vor zwei Jahren, als ich sie in San Jose besucht habe.

Diesmal hatte die Heindl Energy einen eigenen Messestand, weshalb ich nicht ganz so viel Zeit für die Vorträge hatte. Meine Eindrücke von der Konferenz und der Messe gibt es hier im Blogbeitrag.

Energiespeicher sind das nächste große Wachstumsthema

Nach dem rapidem Wachstum von Windenergie und Photovoltaik (PV) wird von vielen gesehen, dass der Speichermarkt ein ähnliches exponentielles Wachstum haben wird wie die Konverter für Sonnen- und Windenergie.

Wachstum der Speicher

In der Keynote von Pratima Rangarajan, GE, sah man die obige Folie, die zeigt, dass mit dem Sinken der Kosten der verschiedenen Technologien die weltweiten Marktanteile von Wind, Solar PV und Energiespeichern exponentiell zunehmen. Dabei befinden sich die Speicher heute dort, wo die PV vor zehn Jahren lag. Der aktuelle Preis für Energiespeicher, hier sind Batterien gemeint, wird mit 600$/kWh angegeben. Laut der Grafik sollte der Preis bis 2020 auf 350$/kWh sinken. Mit BESS (Battery Energy Storage System) ist die vollständige Installation des Energiespeichers und nicht nur die Zelle gemeint. 

Energiespeicher rechnen sich bei mehrfachen Erlösquellen

Energiespeicher können sehr unterschiedliche Aufgaben im Stromnetz übernehmen. Garrett Fitzgerald vom Rocky Mountain Institut (RMI) betonte, dass erst die Erlöse aus verschiedenen Services, wie Arbitrage, Netzstabilisierung, Versorgungssicherheit und andere, Batterien wirtschaftlich werden lassen. Allerdings gibt es nur wenige Märkte, wo all diese Dienstleistungen bezahlt werden. Zumeist wir nur ein Aspekt genutzt und damit nur selten eine Wirtschaftlichkeit erreicht. 

Häufige Irrtümer bei Energiespeichern

In der Folie von STRATEGEN Consulting werden häufige Irrtümer über den Wert von Energiespeichern gut zusammengefasst. Energiespeicher sind nicht nur Batterien, man bedenke, dass im Stromnetz 99% aller Energiespeicher Pumpspeicher sind und neue Technologien wie der Lageenergiespeicher, Hydraulic Rock Storage, den Markt erheblich verändern können. 

Blackouts sind teuer

Shana Patadia betrachtete in ihrem sehr interessanten Beitrag die Kosten von "outages", bei uns als Blackout bezeichnete Ereignisse. Im Jahr 2013 wurden die Kosten in der USA auf über 100 Mrd. $ von ihr geschätzt. Das sind immerhin 30% der gesamten Stromkosten des Landes. Insbesondere in einzelnen Unternehmen kann ein Stromausfall zu massiven Problemen in der Produktion sorgen. Allerdings sind Produktionsausfälle nicht versicherbar und damit bleiben die tatsächlichen Schäden weitgehend verborgen, da sie selten in einer Statistik auftauchen. Das Problem ist, wie schafft man ein Bewusstsein für das Problem der Stromausfälle wenn es sich um seltene aber teure Ereignisse handelt?

Ein neuer Zink-Akku

Zink eignet sich sehr gut für die Herstellung von Batterien, das ist seit langem bekannt. Insbesondere ist Zink das viert-häufigste Metall hinter Eisen, Aluminium und Kupfer und mit dem theoretischen Wert von 1,7$/kWh sehr preisgünstig. Allerdings ist es bisher nicht gelungen einen Zinkakkumulator herzustellen. Das ist jetzt Gregory X. Zhang gelungen, der interessanterweise die Schwerkraft im Akkuaufbau mitbenutzt. Das Zink, das sich an der Kathode ablagert, fällt, unterstützt von einer art Scheibenwischer, herab und wird als Pulver gespeichert.

Die neue Zinkbatterie von e-Zn (Quelle: e-Zn)

Durch diese Anordnung gelingt es, zusätzliche Speicherkapazität einfach durch die Verwendung von mehr Zink zu erreichen. Der Preis für eine kWh liegt unter Berücksichtigung der Behälter und des KOH bei unglaublich niedrigen 25$/kWh. Allerdings gibt es zwei Probleme, aktuell liegt der Wirkungsgrad der Anordnung im Labor bei 50%, was für einen Akku wenig ist, dieser Wirkungsgrad könnte aber theoretisch bis auf 65% gesteigert werden, was immer noch eher wenig ist. Weiterhin sind die Elektroden aufwendig und damit sind die Leistungskosten hoch, etwa bei 1500$/kW. Die Anordnung ist zudem nur für stationäre Speicher geeignet, keinesfalls für Automobile, da sie sehr sorgfältig aufrecht stehen muss. 

The Hydraulic Rock Storage

Unser Messestand auf der der ESNA hatte sehr viele Besucher, unter anderem war Johannes Remmel (Minister für Klimaschutz, Umwelt, Landwirtschaft, Natur- und Verbraucherschutz des Landes NRW) am Stand und lies sich den Lageenergiespeicher erklären.  

Messestand der Heindl Energy

Das neue Speichersystem hat in Kalifornien sehr viel Interesse gefunden und war Gesprächsthema auf der ESNA wie mir mehrere Besucher mitgeteilt haben.

Weitere Konferenzberichte: Konferenzberichte auf dem Blog.

Vergleich der Energiespeicher mit Lageenergie

Energiespeicher mit Lageenergie

Durch die starke weltweite Zunahme von Wind- und Solarenergieanlagen sind viele Erfinder mit der Frage beschäftigt, wie man die Energie möglichst ökologisch und ökonomisch speichern kann. Neben den vielen chemischen Konzepten spielt dabei die Nutzung der Schwerkraft in Form von Lageenergie eine wichtige Rolle. In diesem Blog sollen alle mir relevant erscheinenden Verfahren verglichen werden.

Kriterien für Energiespeicher 

Für alle Speicher werden dabei folgende Kriterien betrachtet:

• Flächenbedarf 
• Bautechnische Probleme
• Kosten pro kWh Speicherkapazität
• Besondere Anforderungen
• Offene Probleme

Der Wirkungsgrad wird hier nicht betrachtet, da vermutlich alle Verfahren zwischen 80% und 95% Zyklus-Wirkungsgrad erreichen und damit praktisch alle hier beschriebenen Ansätze die bekannten chemischen Speicherverfahren übertreffen (Ausgenommen: Batterien).

Alle vorgestellten Verfahren sind noch nicht in der praktischen Umsetzung und daher wird die Marktreife ebenfalls nicht berücksichtigt. Das klassische Pumpspeicherwerk wird als Referenzsystem zum Vergleich herangezogen, daher zunächst die Daten:

Pumpspeicherwerk 

Das klassische Pumpspeicherkraftwerk nutzt zwei Wasserreservoirs auf unterschiedlicher Höhe und pumpt zwischen beiden Wasser hin und her. Bei günstigen Strom wird hochgepumpt, bei hohen Strompreisen wird Wasser über eine Turbine mit Generator geleitet. Der Flächenbedarf ist erheblich, zusammen mit dem Unterbecken benötigt man pro Megawattstunde (1000 kWh) 200 Quadratmeter. Bautechnisch stellen der Damm und das Becken sowie die verschiedenen Stollen die größte Herausforderung dar. Die Kosten der Speicherkapazität werden in der Literatur sehr unterschiedlich angesetzt, 100 Euro pro kWh wird für bereits gebaute Anlagen oft angegeben. Die besondere Anforderung ist, dass ein natürlicher Höhenunterschied von mindestens 400 Meter vorhanden sein sollte. Weiterhin kann durch Verdunstung in warmen, ariden Gegenden erheblich Wasser verloren gehen. Technisch gibt es keine offenen Probleme, allerdings gibt es inzwischen erhebliche Widerstände gegen Neubauten, da oft wertvolle Hochflächen geflutet und verbaut werden. 

Energy Cache

Eine sehr originelle Idee ist das anheben von Schotter mit einer Art Skilift, wie es die Firma Energy Cache verfolgt und von Bill Gates [1] (teilweise) finanziert wird.

Dabei wird Schotter mit einer Kübelkette bei Stromüberschuss nach oben gezogen, dort automatisch entladen und bei Strombedarf wird der Prozess einfach umgedreht.

• Flächenbedarf: 100m²/MWh, stark vom Wirkungsgrad (Schütthöhe!) und Höhenunterschied abhängig
• Bautechnische Probleme: Seile nutzen sich ab
• Kosten pro kWh Speicherkapazität: Sehr hoch, vermutlich weit über 1000€/kWh
• Besondere Anforderungen: Großer Höhenunterschied, viel Schotter
• Offene Probleme: Prototyp funktioniert

Gesamturteil: Nicht geeignet da zu aufwendig.

Das Meer-Ei

Eine inverse Version des Pumpspeichers ist das Meer-Ei [2], eine Hohlkugel aus Beton, die tief in das Meer versenkt ist. Bei Stromüberschuss, insbesondere aus Offshore-Windparks, wird Wasser aus der Kugel herausgepumpt, bei Strommangel strömt das Wasser wieder über eine Turbine in die Kugel ein und erzeugt Strom.

Das Meer-Ei tief in der See versenkt kann günstig Energie speichern. Bild: Fraunhofer IWES

• Flächenbedarf: nur Meeresboden notwendig
• Bautechnische Probleme: Betonkugeln müssen sehr massiv und groß sein, Verschalung problematisch
• Kosten pro kWh Speicherkapazität: Unbekannt, aber vermutlich erträglich (200€/kWh denkbar)
• Besondere Anforderungen: Tiefe Meeresstelle erforderlich, daher nicht für die Nordsee geeignet.
• Offene Probleme: Seewasser erfordert gute Materialien und maritime Roboter-Techniken da nicht für Taucher zugänglich (Aufschwimmen denkbar).

Gesamturteil: System hat Potential im Offshorebereich.

Der Schottersack

Analog zum Ansatz des Meer-Ei arbeitet der Schottersack [3] unter Wasser. 

Das Prinzip des Schottersack Energiespeichers nach Heindl

Ein sehr großer Kunstoffsack, etwa aus LKW Plane, wird mit Schottersteinen unter Wasser gefüllt. In den Zwischenräumen befindet sich zunächst Wasser. Bei günstiger Energie wird das Wasser ausgepumpt, Luft strömt über einen Schnorchel nach. Bei Energiebedarf lässt man das Wasser über eine Turbine wieder einströmen. Vorteil, der Schotter kann nicht kollabieren, da er sehr fest ist.

• Flächenbedarf: nur Meeresboden notwendig
• Bautechnische Probleme: Herstellen eines großen Kunstoffplanenbehälters der Wasserdicht ist
• Kosten pro kWh Speicherkapazität: Abhängig von Tiefe und Schotterpreis, deutlich unter 100€/kWh möglich
• Besondere Anforderungen: Tiefe Meeresstelle erforderlich, daher nicht für die Nordsee geeignet.
• Offene Probleme: Seewasser erfordert gute Materialien und maritime Roboter-Techniken da nicht für Taucher zugänglich.

Gesamturteil: System hat Potential im Offshorebereich.

Gravity Power

Das kalifornische Unternehmen Gravity Power [4] will in alten Bergwerksschächten große Massen hydraulisch anheben und absenken. Dabei wird Wasser bei Stromüberschuss unter den Zylinder gepumpt oder bei Strommangel senkt sich der Kolben und presst Wasser über eine Turbine.

Gewichte im Schacht bei Gravity Power (Copyright Gravity Power)

• Flächenbedarf: sehr gering, da vollständig unterirdisch.
• Bautechnische Probleme: Sehr tiefer Schacht muss vorhanden sein und muss präzise ausgekleidet werden
• Kosten pro kWh Speicherkapazität: Abhängig von Tiefe, 100€/kWh möglich, wenn geeigneter Schacht mit 2000 m Tiefe vorhanden ist. Bei Neubau von Schächten völlig unwirtschaftlich.
• Besondere Anforderungen: Verwaister, tiefer Schacht in gutem Zustand erforderlich.
• Offene Probleme: Dichtung muss extrem hohe Drücke (200 Bar und höher) aushalten, da sehr große Bautiefe

Gesamturteil: System hat Potential falls Schacht vorhanden ist

Lagenergiespeicher, Gravity Storage

Der Lageenergiespeicher, nach Heindl [5], hat eine gewisse Ähnlichkeit zum Konzept von Gravity Power. Dabei wird eine große Felsmasse, 50 m Radius oder mehr, ausgeschnitten und als Kolben für die Energiespeicherung verwendet.

Der Lageenergiespeicher, eine große, natürliche Felsmasse wird angehoben

• Flächenbedarf: Deutlich geringer als bei Pumpspeicher, je nach Größe 10m²/MWh
• Bautechnische Probleme: Fels freilegen und abdichten
• Kosten pro kWh Speicherkapazität: Abhängig vom Radius, 100€/kWh möglich. 
• Besondere Anforderungen: Günstige Geologie
• Offene Probleme: technisch umsetzbar erfordert aber hohe Investitionen.  

 Gesamturteil: System hat großes Potential 

Fazit

Es gibt viele neue Ideen im Bereich der Schwerkraftspeicher. Leider gibt es praktisch keine öffentliche Förderung für die einzelnen Konzepte. Das ist insbesondere schade, da vorab schwer zu erkennen ist, welche Technologie optimal ist. Zudem ist das Speicherproblem drängend und muss rechtzeitig angegangen werden, da zwischen Forschung und Umsetzung immer einige Jahre vergehen.

Weitere Informationen:

• Unkonventionelle Pumpspeicherkraftwerke, Konferenzbericht
• Konferenzberichte zu verschiedenen Speichertechniken
• Unterirdische Pumpspeicher
• Energiespeicher Schwerkraft
• Lageenergiespeicher ohne Fels

Quellen:

[1] The startup behind Bill Gates’ ‘ski lift for energy storage’ Gigaom

[2] Das Meer-Ei, HORST SCHMIDT-BÖCKING, et al. http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/piuz.201301330/pdf

[3] Eduard Heindl, Patentanmeldung DE2012100174

[4] Gravity Power

[5] Heindl Energy

Energy Storage World Forum 2014 in London

Energiespeicher Konferenz in London

Das Energy Storage World Forum hat 2014 in London im sehr vornehmen Jumeirah Carlton Tower Hotel getagt. An drei Tagen wurden die neusten Entwicklungen zu Batterietechnik, Entwicklung der Speichermärkte und ökonomische Aspekte umfangreich vorgestellt und diskutiert.

Bei seiner Begrüßungsrede betonte Gregory Barker, Minister of State for Energy and Climate Change in UK, die Bedeutung der Windenergie im Vereinigtem Königreich. Dabei hob er hervor, dass Siemens seine Produktionskapazität für Windkraftwerke in England verdoppelt. In einem Beitrag von Reza Shaybani, UK, wurde darauf hingewiesen, dass auch die Photovoltaik in England massiv wächst, aktuell sind 4 GW PV installiert. Ähnliches hörte man aus Kalifornien, Nicolas Chaset wies darauf hin, dass der massive Ausbau von Photovoltaik in Kalifornien nur dank des deutschen EEG möglich ist. Dadurch sind nämlich die Preise der Photovoltaik so weit gefallen, dass die Investition in PV ohne Subventionen im Sonnenstaat lohnt.

 Nicolas Chaset aus Kaliformien dankt "Germany" für die niedrigen PV-Preise

Batterien

Philippe Cassagne, Chief Technology Officer, GDF SUEZ, Frankreich, fragte, wie teuer sind Batterien, wie viel muss ich für eine Megawattstunde zahlen. Im Lauf der Konferenz wurden hier sehr unterschiedliche Zahlen genannt, das liegt auch sehr stark daran, dass unterschiedliche Systeme verglichen wurden. Von den Kosten einer Batteriezelle bis zum gesamten Netz für ein Dorf in Afrika. Im letztem Fall wurde der Preis von 9000€/kWh genannt, der mir extrem hoch vorkommt. 

Kosten von Energiespeichersysteme, die Unterschiede sind enorm!

Besonders bei Inselsystemen wie sie von Abdul Muhaimin Mahmud aus Malaysia für dortige Schulen oder von Caroline Nijland für Dörfer in Mali vorgestellt wurden, lohnen sich Batteriesysteme in Kombination mit Solarzellen. Die Kosten für die Solarzellen betragen dabei nur noch 15% der gesamten Kosten, die Batterien sind mit 28% die dominierende Position. Damit wird es dann aber möglich, nur noch selten auf den Dieselgenerator zuzugreifen. Bemerkenswert ist, dass in Dörfern mit entsprechender Stromversorgung auch der Strombedarf rasch wächst und die ursprüngliche Anlage eigentlich ausgebaut werden müsste. Allerdings sind das Projekte, die von der Weltbank und anderen getragen werden, nicht vollständig selbsttragend, obwohl die Familien 20% ihres Einkommens, 6-20€ pro Monat zahlen.

Der Kostenanteil verschiedener Komponenten in einem Stromnetz in Afrika, Batterien überragen mit 28% die Photovoltaik mit 15%. [Quelle: Caroline Nijland, Niederlande]

Subventionen für Batterien

In einigen Gegenden der Welt wird die Integration von Batterien in das Stromnetz unterstützt, so auch in Deutschland. Jörg Mayer, BSW Solar, aus Deutschland stellt die Subventionen für Batterien in der Bundesrepublik vor. Wer bereit ist, die Batterie so zu laden, dass er nur 60% des maximalen Stroms seiner PV Anlage in das Netz speist, "netztfreundlich", siehe Bild, der bekommt etwa 600€/kWh finanzielle Unterstützung. Das erstaunliche ist, von den 28 Mio.€ für 2013 wurden in Deutschland nur 8 Mio.€ abgerufen. Viele Menschen wollen offensichtlich nicht die zusätzliche Restriktion akzeptieren, meinte Jörg Mayer.

Netzdienliche  PV-Systeme, die zur Mittagsspitze die Batterie laden, werden in Deutschland subventioniert. [Quelle: Jörg Mayer, BSW]

In Kalifornien wird nicht direkt der Einsatz von Batterien unterstützt, aber die Stromunternehmen sind gezwungen bis 2020 anteilig 1,8 GW Speicherleistung (nicht Kapazität) an das Netz zu bringen. Die Kosten müssen dort die Unternehmen direkt über den Strompreis umlegen. 

Welcher Speicher ist der Beste

Eine wichtige Frage ist immer wieder, welcher Speicher die geringsten Kosten hat. Eine sehr umfangreiche Studie hat Louis-Marie Jacquelin von ENEA CONSULTING in Frankreich vorgestellt. Dabei wurde für jedes Speichersystem die LCOS (Levelized Cost of Storage) angegeben. Bis jetzt liegen die Pumpspeicherkraftwerke klar in Führung, die Rätselfrage lautet, welche Systeme werden die stärkste Kostenreduktion sehen. Bemerkenswert ist auch, wie breit die Spanne der Preise hier ist, das deutet auf einen noch sehr unreifen Markt hin.

Kosten für verschiedene Speichersysteme [Quelle: ENEA CONSULTING]

Es gab dann einen Wettbewerb, bei dem drei Speichersysteme antreten durften, der Lageenergiespeicher, vertreten vom Autor Eduard Heindl, Batterien, vertreten von Jesus Lugaro von SAFT, und Druckluftspeicher von David Timoney präsentiert.

Nach den Vorträgen und einer Podiumsdiskussion mit Publikumsfragen wurde abgestimmt welcher Speicher die ökonomischste Lösung darstellt. Eindeutiger Sieger: Der Lageenergiespeicher.

Das Abstimmungsergebnis für die wirtschaftlichste Speicherlösung.

Der Container

Bei vielen Vorträgen, insbesondere von Firmen, wurde immer wieder gezeigt, dass es gelungen ist, viele Batterien, typischerweise 1 MWh,  zusammen mit Elektronik in einem Container zu verpacken. Das ist sicherlich eine pragmatische Idee, allerdings wenn man zehn Vorträgen gelauscht hat, in denen immer das Bild mit den weiss angemalten Containern erscheint, doch ein etwas redundantes Bild. Damit man sich das besser vorstellen kann, soll auch dieser Blogbeitrag mit einem repräsentativen Containerbild enden:

Alle Batterien sollen in Containern wohnen! [Quelle: Luis Santos,
EDP - HC ENERGIA , Spain]

Weitere Konferenzberichte zu Speichertechnik:

Konferenzberichte Übersicht

Tesla und die Batteriepreise

Tesla und die Batterie-Preise

Mit der Meldung von Tesla Motors, man will eine Gigafactory für Lithium-Ionen-Batterien (LiIon)bauen, verändert sich der Batteriemarkt grundlegend. Wie stellt sich der Markt für Lithium Batterien in Zukunft dar? Eine entscheidende Größe wird sein, wie viele Elektroautos LiIon-Batterien nutzen werden. Alle bisherigen LiIon-Batterien wurden im Wesentlichen in Laptops und anderen mobilen Endgeräten eingebaut. Der Bedarf an elektrischen Strom aus Batterien für einen Laptop oder iPad ist erheblich geringer als der für ein Elektroauto, daher muss bei einer weltweiten Einführung des Elektroautos eine massive Ausweitung der Batterieproduktion stattfinden.

Geplante Batteriefabrik der Firma Tesla Moors in den USA (Bild: Tesla [2])

Der Preis von Batterien

Heute kosten LiIon-Batterien für den Endverbraucher mindestens fünfhundert Euro pro Kilowattstunde Speicherkapazität. Dieser hohe Preis ist auch durch die kleinen Einheiten bestimmt, da selten Batterien mit einer Kilowattstunde verkauft werden, sondern nur mit dem Bruchteil davon. Eine typische Laptopbatterie hat etwa 0,05kWh. Will man ein erfolgreiches Elektroauto bauen, wie der Tesla S, der eine Reichweite von fünfhundert Kilometern hat, benötigt man 85 kWh Batteriekapazität. Tesla bietet den Austausch einer Batterie, mit 85 kWh Kapazität, für 12.000 Dollar an, das ist allerdings nicht der aktuelle Batteriepreis, da der Austausch nur bei Bedarf erfolgt [1]. Der tatsächliche Preis einer Ersatzbatterie auf dem freien Markt liegt bei 30.000$, mithin kostet eine Kilowattstunde nicht nur 100€, sondern eher 250€, immer noch ein günstiger Preis.

Anmerkung: Aktuelle Liste der Batterie-Preise [Quelle: Wirtschafts-Woche]

Solarbatterien

Die gewaltigen Preisunterschiede gegenüber stationieren Batterien für Solaranlagen, die heute angeboten werden, liegt im Wesentlichen an den kleinen Stückzahlen, in denen diese stationären Batterien verkauft werden und an dem Aufwand dieses Lokal zu installieren. Nach einer Untersuchung von Prof. Sauer [3] liegen aktuell (2013) die Preise von stationären LiIon-Systemen bei 2000-3800€/kWh, das ist etwa der Faktor zehn gegenüber LiIon-Tesla Batterien!

Batterien aus der Autofabrik

Die Zukunft soll mit Elektroautos fahren, daher werden enorme Mengen an Batterien benötigt. Tesla rechnet im Jahre 2020 mit 500.000 verkauften Fahrzeugen, die dafür notwendigen Batterien liegt jenseits der aktuellen jährlichen Produktionskapazität alle LiIon-Batterien weltweit, siehe Abbildung. Das bedeutet, entweder bauen andere Hersteller ihre Kapazität aus oder das Unternehmen Tesla baut die Batterien selbst. Da Batterien der Kern der Wertschöpfung in Elektroautos sind, keine Komponente ist annähernd so teuer, ist der Aufbau einer eigenen Fertigung nur logisch. Tesla geht dabei von einer Kostensenkung um etwa dreißig Prozent aus. Das bedeutet zukünftig kann eine Batterie für 170€/kWh auf Basis von Lithium-Ionen verkauft werden!

Batteriemarkt und die Dimension der Gigafactory von Tesla (Bild: Tesla [2])

Folgen niedriger Batterie-Preise im Süden

Die Folgen einer solchen massiven Preisreduktion gegenüber den aktuellen Werten im Handel führt zu einer starken Veränderung, die Möglichkeit lokal Fotovoltaik mit Batterieunterstützung zur autonomen Stromversorgung zu verwenden wird kostengünstiger als ein Netzanschluss. Besonders in sonnenreichen Regionen, wie in den Südstaaten der USA oder auch in den südlichen Regionen Europas, kann damit fast eine vollständige autonome Stromversorgung realisiert werden. Dies berührt das Geschäftsmodell von klassischen Stromerzeugern und Netzbetreiber erheblich. Es entfallen Millionen von Endkunden, die ihren Strom dann selbst produzieren und speichern. Der kleinen restliche Bedarf an Tagen, an denen weder die Sonne scheint, noch die Akkukapazität weiterhilft, kann mit einem preiswerten Notstromaggregat ersetzt werden. Es entstehen dann zwar an wenigen Tage im Jahr zusätzliche Kosten für den Treibstoff Diesel oder Benzin, diese sind aber erheblich unter den Gesamtkosten des externen Strombezugs.

Andere Situation im Norden

In Regionen wie Deutschland sieht die Situation leider nicht so günstig aus. Hier gibt es im Winterhalbjahr, insbesondere in den Monaten November bis Februar, derart wenig Sonne, dass selbst eine große, günstige Batterie nicht weiterhilft. Erst die Zusammenarbeit von Windenergie, die vor allem im Winter hohe Leistung liefert, und der Sonnenenergie im Sommer ermöglichen es für ein Land wie Deutschland ganzjährig im Wesentlichen auf erneuerbare Energien zu setzen. Dies erfordert allerdings immer noch eine hohe Speicherkapazität von einigen Tagen, die nicht von Batteriesystemen geleistet werden können, sondern etwa vom Lageenergiespeichern geliefert werden können.

Notwendige Produktionskapazität für Batterien

Wenn Tesla im Jahr 2020 jährlich 500.000 Batterien erzeugen will, die in entsprechende Elektrofahrzeuge genutzt werden, kann man die Frage stellen: Wie groß ist der globale Bedarf an Batterien, um alle Autos der Welt auf Elektroantrieb umzustellen? Aktuell gibt es etwa eine Milliarde Fahrzeuge auf der Welt:

Anzahl registrierter Kraftfahrzeuge weltweit in den Jahren 2005 bis 2013 (in 1.000)
Mehr Statistiken finden Sie bei Statista

Damit benötigt man eine Milliarde Batterien mit 100 kWh Kapazität. 100kWh nehme ich als Mittelwert, da Lastwagen deutlich mehr und Kleinwagen sicher weniger benötigen.
Das ergibt eine Gesamtkapazität von 100TWh an Batterien! Damit derart viele Batterien innerhalb von 10 Jahren hergestellt werden können, müssen jährlich 10TWh hergestellt werden. Das ist mit 200 Fabriken der Gigafactory-Klasse möglich. Damit ist es zumindest denkbar, dass derartige Fabriken innerhalb von 10 Jahren eine Batterie Kapazität Aufbau, um den gesamten Verkehr global auf Elektroantrieb umzustellen. Interessanterweise können diese Fabriken auch vollständig ökologisch arbeiten, wenn sie nach einiger Zeit die alten Batterien recyceln und ihre Energie aus und Wind und Sonne beziehen wie es im Businessplan [2] der Tesla Motors Inc. bereits vorgezeichnet ist.

Fazit

Die Zukunft wird die Batterie ein zentrales Produkt der Industrie. Die Batterien werden, für heutige Verhältnisse, in unvorstellbaren Mengen hergestellt werden. Zum Glück sind die notwendigen Materialien, Lithium, Graphit, Aluminium und andere Materialien, weltweit verfügbar zumindest gibt es keine ernsthafte Rohstoffknappheit da diese Elemente relativ häufig auf der Erde vorkommen.
Andere Batterie Technologien neben Lithium werden unbedeutend, vergleichbar dem Siegeszug von Silizium gegenüber anderen Halbleitern.

Zum Weiterlesen: 
Teil 1: Meine Erfahrungen mit dem Tesla
Teil 2: Tesla auf großer Fahrt
Warum Speicher billig werden, die Wirkung der Lernkurve.

Quellen:

[1] Brad Berman,  What the Tesla Model S Battery Replacement Price Doesn’t Say
[2] Tesla Gigafactory (PDF)
[3] Dirk Uwe Sauer, Speicher in netzgekoppelten PV-Anlagen, 3. VDI-Fachkonferenz – Energiespeicher für die Energiewende, Mainz 04.06.2013

US Energiespeicherkonferenz

Energy Storage North America 2013

Vom 10-12 September fand in diesem Jahr die Energy Storage North America  in San Jose, CA, statt. Es ist die Partnermesse der Energy Storage Düsseldorf, zu der ich bereits einen Blogbeitrag beschrieben habe.

Zunehmend Solarenergie

In den USA wächst der Anteil der Erneuerbaren Energien, insbesondere PV in Kalifornien, das führt zur sogenannten "Duck Curve" wie die phantasievolle Bezeichnung für die Stromlast mit Solarenergie genannt wird.

Die "Duck Curve", rechts Carla Peterman, California Public Utilities Commission
Commissioner

Zwischen 17 und 19 Uhr steigt der Strombedarf extrem an, wenn die Sonne untergeht und zugleich alle von der Arbeit Nachhause kommen und die Klimaanlage auf höchste Stufe stellen. Um dieses Problem zu adressieren, sollen bis 2020 in Kalifornien 1300MW Speicherleistung installiert werden. Maximal darf ein Speicher 50MW haben, damit kein Pumpspeicher gebaut wird. Pumpspeicher sind in Kalifornien bei der Bevölkerung offenbar unbeliebt. Andererseits werden dadurch auch neue Technologien wie der Lageenergiespeicher verhindert, die erst ab 50MW sinnvoll sind.
Auf eine Frage aus dem Publikum, ob es nicht sinnvoll wäre, die Speicherkapazität im neuem politischen Programm festzulegen, war die Antwort, "Wir haben Kraftwerke bisher immer in MW gemessen, das soll auch so bleiben!", ich hatte das Gefühl, dass noch nicht angekommen ist, dass Leistung und Energie* verschiedene Dinge sind.
Der Außenstehende frägt sich zudem beim Betrachten der Kurve, ob es nicht viel billiger wäre, wenn in Kalifornien die Haushalte eine Zeitschaltuhr (Oder noch besser eine App für das iPhone) für die Klimaanlage kaufen. Dann wird am Nachmittag die Klimaanlage eingeschaltet und wenn man nachhause kommt ist es kühl und die Solarenergie des Nachmittags ist effizient genutzt, ganz ohne elektrischen Speicher, nur mit dem thermischen Speicher "Wohnung".

Wirtschaftliche Betrachtung

Wesentlich stärker als bei anderen Konferenzen stand in Amerika nicht die Ökologie oder die Technik im Vordergrund sondern die Wirtschaftlichkeit bei der Energieversorgung. In einem Vortrag von James P. Avery, Executive Vice President – Power Supply, San Diego Gas & Electric, wurde auf die Marktverzerrung bei der Bezahlung verschiedener Energieformen hingewiesen.

Subvention der Solarenergie in Kalifornien, präsentiert von James P. Avery,  San Diego Gas & Electric 

In San Diego muss der Versorger 0,37$/kWh an die Kunden für Solarstrom zahlen. Das führt, ähnlich wie beim EEG in Deutschland, zu einer Quersubvention, die von den Versorgern beklagt wird. Dort müssen die Versorger die Zusatzkosten nämlich in den Strompreis direkt einpreisen und es gibt keine Umlage wie im EEG, die der Verbraucher getrennt sehen kann. Daher sind Versorger mit vielen PV Kunden deutlich, gegenüber solchen mit wenig PV Kunden, im Nachteil.

Mehr Diskussion weniger Vorträge

Ein deutlicher Unterschied zu vergleichbaren Konferenzen in Europa war die Diskussionsform. Es gab immer ein Panel, das bequem in Sesseln sass, auch während einzelne Mitglieder ihren ca. zehn-minütigen Vortrag, zumeist im Sitzen, hielt.

Es gab viele Panel Diskussionen auf der Energy Storage North America

Das Publikum war stark eingebunden und stellte viele Fragen an die Experten. Allerdings hatte ich das Gefühl, dass es viel mehr politisch ökonomische Aspekte waren, die interessierten, als ich bei uns gewohnt bin.

Viele Fragen aus dem Publikum an das Panel

Fazit

Die weite Reise in das Silicon Valley nach San Jose war lohnend, ich habe jetzt eine genauere Vorstellung, wie die amerikanische Energiepolitik funktioniert. Es gibt auch dort noch keine genaue Vorstellung, wie viel Speicher notwendig ist, noch welche Technologie auf Dauer sich durchsetzen wird. Ein Gesprächspartner aus dem VC Bereich hat zu mir gesagt: "It is the energy storage poker table". Jeder behauptet, seine Technik sei optimal, aber keiner lässt sich in die Karten schauen, wenn es um die Probleme der jeweiligen Technologie geht.
Weiterhin habe ich gelernt, dass der Gesetzes-Dschungel im Energiebereich in den USA wohl noch viel schlimmer ist als in Deutschland. Dort gibt es 51 Bundesstaaten und jeder Staat hat eine eigene Gesetzgebung, aber selbst Provinzen und Landkreise können dazu entgegengesetzte Regelungen haben.
Dadurch, dass die USA fast alle Kohlekraftwerke abgeschaltet hat und 41% des Stroms aus flexiblen und relativ sauberen Erdgaskraftwerken kommt, ist die Integration von Wind und Solarenergie wesentlich einfacher als in Deutschland.
Es bleibt anzumerken: Die USA hat in den letzten Jahren die CO2 Emissionen reduziert, Deutschland hat sie gesteigert! 

Weitere Berichte von Energiespeicher Konferenzen:

http://energiespeicher.blogspot.de/2013/11/konferenzberichte.html

Anmerkung:

* Leistung und Energie sind verschiedene Dinge, weil Leistung einen momentanen Wert für die Abgabe von Energie beschreibt. Die Leistung wird in Watt gemessen. Ein elektrisches Gerät hat immer eine Anschlussleistung, die angibt, wie viel Strom verbraucht wird, wenn es läuft. Bei Autos wir die Leistung oft in PS (statt kW) gemessen und jeder hat dafür ein gewisses "Gefühl".
Energie beschreibt wie viel Arbeit verrichtet werden kann, Energie wird in Joule oder kWh gemessen, also über eine gewisse Zeit. Im Auto hat die Tankfüllung eine gewisse Energiemenge, die viele Menschen in Form von "Liter Benzin" gut kennen. Mehr unter Energieeinheiten.