Wasser als Stromspeicher, das flenst

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Thermische Speicherung von günstigem Strom für Flensburger Fernwärmenetz. Wasser ist ein hervorragender Speicher für Wärme, das ist bekannt. Doch Wasser als Speicher für Strom? Wie soll das gehen? Die Stadtwerke Flensburg zeigen nun wie man überschüssigen Strom in einem riesigen thermischen Speicher speichern kann, um ihn anschließend für das Fernwärmenetz zu nutzen. Ein Modell für die Zukunft?


Energie: Wasser erhitzen per Windstrom

Wohin mit der Windstrom, der im Norden bekanntlich reichlich fließt, wenn das Netz den Strom nicht aufnehmen kann? Nach Holland verschenken wie bisher? Damit wollten sich die Stadtwerke Flensburg nicht abfinden und wollten den Windstrom lieber selber nutzen. Mittels eines Elektrodenheizkessels wird mit dem überflüssigen Strom nun Wasser erhitzt und ins Fernwärmenetz der Stadt eingespeist.

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Comeback für das Heizen mit Strom: Die Stadtwerke Flensburg haben einen riesigen Elektrokessel installiert, um mit Windstrom Fernwärme zu erzeugen. © Parat

Wasser als Energiespeicher

Passend zur räumliche Nähe zu Dänemark gibt es in Flensburg seit Januar diesen Jahres einen thermischen Speicher zur Aufnahme überschüssigen Stroms aus dem Netz. Der Wasserspeicher umfasst 29 Millionen Liter Wasser, das in einem Elektrodenheizkessel der Stadtwerke Flensburg auf fast 100 Grad Celsius erhitzt wird. Von dort wird das heiße Wasser in die Fernwärmeversorgung von Flensburg geführt. Das lohnt sich auch, denn die 91.000 Flensburger Bürgerinnen und Bürger sind zu 98 Prozent an das Fernwärmenetz angeschlossen.

Dank des neuen Elektrodenheizkessels können die Stadtwerke an warmen Tagen den sonst benötigten Kohlekessel auf ein Minimum herunterfahren. Rein theoretisch wäre an sehr warmen Tagen sogar eine komplette Abschaltung möglich. Mit einer Leistung von 30.000 Kilowatt werden bis zu 29.000 Kubikmeter heißes Wasser gespeichert. So schafft der Elektrodenheizkessel nicht nur eine flexibel einsetzbare Nachfrage, sondern ersetzt auch die konventionelle Energiebereitstellung und verhindert CO2-Emissionen.

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Flensburg, die Stadt in Deutschlands Hohem Norden, will mit ihrem Elektrodenheizkessels zum Vorreiter in Deutschland werden und so einen wichtigen Beitrag zur Energiewende in Deutschland leisten.

Power to Heat als Zukunftsmodell

„Mit unserem Elektrokessel stärken wir die Versorgungssicherheit und leisten so einen wichtigen Beitrag zur Energiewende“, ist Peer Holdensen von den Stadtwerken Flensburg überzeugt. Darüber hinaus tue sein Unternehmen etwas für den Klimaschutz: Das mit Kohle befeuerte Heizkraftwerk, das üblicherweise die Fernwärme für die Flensburger liefert, wird gedrosselt, wenn der Elektrodenheizkessel läuft.

Für Jochen Conrad von der Forschungsstelle für Energiewirtschaft (FfE) in München ergänzen sich Elektrokessel und Windräder bestens. Nicht nur aus Gründen der Versorgungssicherheit: „Wenn die erneuerbaren Energien wie geplant stark ausgebaut werden, wird es künftig immer wieder zu großen Überschüssen an Windstrom kommen“, erklärt der Experte.

Reicht die Kapazität der Stromleitungen nicht aus, um die Energie dorthin zu transportieren, wo sie gerade benötigt wird, müssen die Windräder kurzzeitig außer Betrieb gesetzt werden – obwohl die Wetterverhältnisse für die Anlagen gerade perfekt sind. „‚Power to Heat‘ ist ein sehr guter Ansatz, einen Teil dieser Abregelung zu vermeiden“, sagt Conrad.

Speicher rechnet sich bei günstigen Börsenstrompreisen

Betriebswirtschaftlich rechnet sich der Elektrodenheizkessel immer dann, wenn die Stadtwerke Strom günstig an der Strombörse einkaufen können. Das ist der Fall, wenn in Deutschland deutlich mehr Strom produziert als benötigt wird. Bei diesem Überangebot muss das Stromnetz entlastet werden, um eine Überlastung des Stromnetzes zu vermeiden. Neben dem planmäßigen Einsatz an der Strombörse soll der Elektrodenheizkessel auch das Stromübertragungsnetz entlasten, indem er Strom aus kurzfristigen Lastschwankungen abnimmt.

Je größer das Überangebot an Strom ist, desto günstiger sind die Preise. Das kann so weit gehen, dass Strom zu negativen Preisen angeboten wird, d.h. die Stadtwerke erhalten Geld dafür, dass sie Strom vom Markt nehmen. Um die Weihnachtszeit 2012 zum Beispiel lag der Strompreis aufgrund eines großen Überangebotes bei bis zu minus 200 Euro pro Megawattstunde (MWh). Für die Stadtwerke rechnet sich der Elektrodenheizkessel bereits ab einem Strompreis von unter 10 Euro pro MWh. Im Normalfall liegt der Börsenpreis für Strom bei rund 50 Euro pro MWh, zur Zeit aber eher bei 40 Euro. Die aktuellen Marktdaten der Leipziger Strombörse zeigen, dass besonders am Wochenende der Strompreis für einige Stunden mal unter 10 Euro pro MWh fallen kann.

Tauchsieder/ Wärmespeicher
Die Kombination aus Elektrodenheizkessel und Wärmespeicher der Stadtwerke Flensburg sorgt für Versorgungssicherheit und ist eine, für die Zukunft, sinnvolle Möglichkeit zur Stromspeicherung z.B. von überflüssigem Windstrom.

Claus Hartmann, Projektleiter für den neuen Elektrodenheizkessel bei den Stadtwerken Flensburg ist sicher, dass jetzt Strom abgenommen werden kann: „Vor der offiziellen Inbetriebnahme haben wir natürlich Tests mit dem neuen Kessel gefahren und die ersten Megawattstunden abgenommen. Auch das erste heiße Fernwärmewasser haben wir bereits produziert. Alles lief problemlos und der Wirkungsgrad für die Heißwasserproduktion lag nahe bei 100%. Durch die Abnahme von ohnehin vorhandenem Strom sparen wir effektiv CO2-Emissionen ein, da für die damit erzeugte Wärme keine Steinkohle und Ersatzbrennstoffe verbrannt werden müssen.“

Der Leiter des Kraftwerks, Dirk Roschek, ergänzt: „An extrem warmen Sommertagen könnte der sonst benötigte Kohlekessel im Kraftwerk sogar ganz abgestellt werden. Und ganz nebenbei haben wir uns mit dem Elektrodenheizkessel auch eine zusätzliche kleine Erzeugungsanlage für Fernwärme gebaut, die die Versorgungssicherheit in Flensburg weiter erhöht.“

Einmaliges Projekt Bundesweit

Stadtwerke-Geschäftsführer Maik Render freut sich über die bundesweite Aufmerksamkeit des Projektes: „Die Kombination aus Elektrodenheizkessel und Wärmespeicher, die eine aus heutiger Sicht sinnvolle Möglichkeit zur Stromspeicherung darstellt, ist unseres Wissens die erste bundesweit. Die Anwesenheit unseres Energiewendeministers Herr Dr. Habeck zeigt, dass auch die Landesregierung dieses innovative Projekt entsprechend würdigt. Wir erhalten dazu aus ganz Deutschland Anfragen und haben schon einigen, auch großen, Wettbewerben die Anlage vor Ort präsentiert.

Im Monat April diesen Jahres ist die Stadt Flensburg mit diesem Projekt als „Energie-Kommune“ ausgezeichnet worden. Mit dem Titel würdigt die Agentur für Erneuerbare Energien vorbildliche kommunale Energieprojekte. Weiter so Flensburg.

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  1. […] Here’s an example where a 30 MW immersion heater is used to turn rare wind power peaks into hot water to be fed into the district heating system: link. […]

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