Thermische Speicherung von günstigem Strom für Flensburger Fernwärmenetz

Start des Elektrodenheizkessls in Flensburg
Inbetriebnahme des Elektrodenheizkessels, Foto: Stadtwerke Flensburg

Über Energiespeicher habe ich hier schon so viele Beiträge veröffentlicht. Dazu gehören hauptsächlich Batteriespeicher, zum Beispiel kleine Batterien für private Haushalte oder große Batterieparks in großen Hallen zur Sicherung der Netzstabilität. Von anderen Technologien ist allenfalls die Power-to-Gas Technik ein Thema. Alle anderen Speicherformen werden vielleicht in einem Beitrag erwähnt, dann ist aber wieder Ruhe.

Wasser als Energiespeicher

Was ist mit Wasser als Energiespeicher? Wir kennen Pumpspeicherkraftwerke, die sich heute kaum noch lohnen, oder den Felsen hebenden Lageenergiespeicher, der fasziniert, aber den man sich nicht wirklich vorstellen kann. Es gibt ja auch noch eine weitere Möglichkeit, den überschüssigen  Strom kann man auch thermisch speichern. In Dänemark wird diese Speicherform schon länger genutzt.

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. „Städte bündeln den Energieverbrauch und bieten daher gute Bedingungen für eine Versorgung über ein Fernwärmenetz“, erörtert Maik Render, Geschäftsführer der Stadtwerke Flensburg. „Eine zentrale Aufgabe der Städte bei der Energiewende ist es, dem wechselnden Angebot von Wind- und Sonnenstrom einen flexiblen Verbrauch und damit eine intelligente Infrastruktur zur Seite zu stellen.“

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.

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.“

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 ist die Stadt Flensburg mit diesem Projekt als „Energie-Kommune“ ausgezeichnet worden. Mit dem Titel würdigt die Agentur für Erneuerbare Energien vorbildliche kommunale Energieprojekte.

Über Andreas Kühl

Energieblogger aus Leidenschaft mit großem Faible für effiziente Energienutzung im Strom- und Wärmebereich. Diie kostenlos zur Verfügung stehende Energie der Sonne und vom Wind sind für mich faszinierend und Herausforderung zugleich. Sie suchen für Ihre Informationsseiten oder Ihren Blog immer wieder nach neuen, interessanten Inhalten? Oder Sie wollen Ihre Online-Kommunikation analysieren lassen? Informationen zum Leistungsangebot von Andreas Kühl finden Sie unter energynet.de/leistungen.

6 Antworten auf Thermische Speicherung von günstigem Strom für Flensburger Fernwärmenetz

  1. Dass das mehr und mehr kommen wird, ist vorprogrammiert. Es macht Sinn über solche ‚großen Tauchsieder‘ elektrischen Strom, immer dann wenn wir einen Überschuss davon haben werden, in Wärme umzuwandeln und diese Energie zu speichern.

    Nicht vergessen, das Speichern von Wärme lässt sich um Größenordnungen einfacher und billiger bewerkstelligen als das Speichern von Strom ! Sehr wahrscheinlich werden wir unsere zukünftigen Ziele der Versorgung unseres Landes über erneuerbare Energien überhaupt nur erreichen können, wenn die Märkte für Strom und Wärmeenergie in naher Zukunft mehr und mehr verheiratet werden.

    Das Projekt in Flensburg ist dafür ebenso ein Schritt in die richtige Richtung, wie das Innovations-Kraftwerk in Wedel für Hamburg : http://www.hamburg.de/energiewende/energienetze/3738050/kraftwerk-wedel.html

    Auch dort kann elektrisch Wärme erzeugt und gespeichert werden, wenn Strom im Überfluss da ist, und damit billig wird.

    Ein nächster Schritt wären dann noch moderne Stromspeicher wie z.B. THES – Transformed Heat Energy Storage, bei denen Exergie (kein Schreibfehler) in unterschiedlichen Thermopotentialen von einem Kalt- und einem Heißspeicher gespeichert werden kann, mit der Möglichkeit der direkten Einbindung in bestehende Fernwärmenetze (in beide Richtungen, beim Laden und beim Entladen), Wirkungsgraden > 70%, Energieinhalten von einigen GWh und das bei der Speicherdichte modernen Li-Ion-Akkus, aber bei einem Bruchteil der Kosten derselben.

    Ich wiederhole meine Aussage von oben : Sehr wahrscheinlich kann die Energiewende hier nur dann gelingen, wenn wir klug das Stromnetz mit dem Wärmemarkt verheiraten !

    C. Wiesner
    ROTOKINETIK UG (in Gründung)

    1. Sehe ich ganz genauso, nur wird die Energiewende im Wärmebereich von vielen totgeschwiegen oder die Bedeutung nicht erkannt. Das passiert sowohl bei den Bremsern als auch bei den Befürwortern.

      Für die Verknüpfung von Strom und Wärme brauchen wir aber mehr Fernwärme. Die Abdeckung zu 98% wie in Flensburg ist dazu natürlich perfekt. Das erleichtert die Verknüpfung dieser bisher getrennten Bereiche enorm.

  2. Schön, dass Flensburg eine Möglichkeit gefunden hat die erneuerbaren Energien günstig zu Nutzen.

    Da frage ich mich nur, was mein Energieversorger (bzw. so ziemlich alle anderen Energieversorger) anders machen.
    Weil ja schließlich dank der Erneuerbaren Energien Strom immer teurer werden muss!

    1. Einen so hohen Anteil von Fernwärmeheizungen ist mir in keiner anderen Stadt bekannt, das bietet sich optimal an für die Nutzung des überschüssigen Stroms aus erneuerbaren Energien.

    2. Es ist frustrierend, tatsächlich erscheint einem das zunächst als ein Farce, die Strompreise an der EEX in Leipzig, der Energiebörse, sind im freien Fall, und trotzdem steigen die Strompreise ? Wie kann das sein ?

      Schuld hat die feste Einspeisevergütung für die Erneuerbaren, die aber natürlich notwendig ist um die Energiewende zunächst voranzutreiben. Da die Netzbetreiber den erneuerbaren Strom abnehmen und zu festen Sätzen vergüten müssen, dann aber an der EEX keinen hohen Preis dafür erzielen können, wird das EEG-Umlagekonto schneller aufgezehrt als prognostiziert, und in Folge steigt die EEG-Umlage für die Bürger.

      Die Gewinner dieser ‚Party‘ sind energiehungrige Unternehmen in Deutschland und dem Rest Europas, die große Mengen Strom so günstig wie noch nie an der EEX einkaufen können (zumindest wenn die Sonne Scheint und der Wind weht), Stadtwerke (aus aus dem Europäischen Ausland) und … die Energieversorger, die diese Preisvorteile kaum oder gar nicht an die Bürger weitergeben (angeblich weil sie in Flautezeiten jetzt erheblich mehr für den Strom bezahlen müssen).

      Bezahlen tut das aber der Deutsche Bürger, und die Unternehmen die nicht groß genug sind um deren Strom direkt an der EEX einkaufen zu können, also die breite Masse !

      Dazu ein paar Fakten :

      Die Solarzellen auf (Süd-) Deutschen Dächern produzieren 25% des erneuerbaren Stroms, kassieren aber 50% des Geldes aus dem Umlagetopf ! Windkraftwerke dagegen produzieren 40% des erneuerbaren Stromes, entnehmen aber nur 16% des Geldes im EEG-Topf !! So nimmt es einen nicht Wunder dass Bayern und Baden-Würtemberg (die konservativen Bundesländer … ‚honi soit, qui mal y pense 😉 ‚ …) die klaren Netto-Gewinner aus der Energiwende sind, speziell Bayern nimmt mehrere Milliarden mehr ein, an festen Umlagezahlungen aus dem EEG-Topf, als eingezahlt wird.

      Eventuell sollten wir unsere Begeisterung für Solarzellen doch noch mal überdenken, speziell die Nord-, West- und Ostdeutschen 🙂 ?

      Eine Kilowattstunde Strom aus einer modernen Solarzelle, zu derzeitigen Handelspreisen eingekauft und montiert (die nur durch Milliardenverluste der Zellenhersteller in China überhaupt möglich sind, um das nicht zu vergessen) kostet derzeit 14,5 € Cent. Ein modernes Windrad, an einem guten Standort montiert, leistet gleiches für durchschnittlich 5,5 € Cent.

      Wir brauchen uns also nicht wundern, wo unser schönes Geld bleibt, oder warum der Strom teurer wird. Die Solar-Lobby und unsere Politiker wissen genau, was für uns gut ist, sie wollen ja nur unser Bestes : Unser Geld ! …..

      1. Man könnte ja sagen, Bayern und Baden-Württemberg bekommen wieder ihre Ausgaben vom Länderfinanzausgleich zurück und Hessen ist selbst Schuld. Nein, das wäre zu einfach. Aber genauso einfach wie diese Aussagen, Herr Wiesner. Wir können nicht nur Windräder bauen oder nur Solarkraftwerke, das geht nicht gut und bringt uns nicht voran, es geht nur mit einem breiten Mix an unterschiedlichen Energieträgern, die optimal eingesetzt werden sollten.

        Dann muss man sich mal die Entwicklung ansehen der Einspeisevergütung, bei Windenergie nahezu konstant, mit nur geringem Abwärtstrend. Bei PV geht es aber rasant nach unten und wir werden vielleicht in 2 Jahren einen Gleichstand erleben, von PV und Onshore-Wind. Der heutige Zubau an PV ist nicht mehr so teuer, das sind vor allem die Altanlagen, aus der Zeit als die Vergütung noch richtig hoch war.

        Beim Thema Lobby und Politik müssen wir heute alle mal an Roland Koch denken, der noch mehr Förderung für Offshore-Windenergie haben möchte – dagegen ist PV-Strom heute ein Schnäppchen.

        Ich selbst bin übrigens für mehr Eigenverbrauch und Direktvermarktung.

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