Energiespeicher
Die wesentlichen Bereiche sind
- Elektrische Speicher
- Druckspeicher
- Massen
- Thermische Speicher
Quelle: Achmed A. W. Khammas (Buch der Synergie)
Da bei vielen Methoden der Exergieseparation ein zusätzlicher Speicher für diese Exergie und/oder für Sekundär- bzw. Tertiärenergieformen notwendig ist, werde ich hier einen Überblick über die entsprechenden bislang bekannten Möglichkeiten geben.
Das größte Interesse besteht heute an der Speicherung von Elektrizität. Wenn wir uns also eine alternative Energiewirtschaft mit Solarzellen, Windfarmen usw. anstreben, dann ist es offensichtlich, daß ausreichende Speichersysteme für Nachtstunden, Flauten, Regentage und die Wintermonate notwendig werden.
Gerade deshalb ist es befremdlich, wie wenig neue Speichermethoden erforscht und entwickelt werden – die Informationsmenge darüber ist marginal, und sogar die Förderung neuer Speichermethoden scheint stark zurückgeschraubt worden zu sein (!). [Ich schrieb dies 2006, inzwischen werden gewaltige Fortschritte gemacht, die ich im Laufe von Updates und Ergänzungen umfassend vorstellen werde.]
Die Energiespeicher früherer Zeiten waren im Grunde das Holz, Öle und Fette. Erst mit dem Siegeszug der Erdölprodukte kamen neue, zumeist flüssige Medien auf den Markt, die auch noch heute den Bereich der Energiespeicherung dominieren.
Ein besonders großes Interesse wird daher dem Transportbereich entgegengebracht – und hier besonders dem Individual- sowie dem öffentlichen Nahverkehr. Es wird dabei nach einer Speichermethode gesucht, die es erlaubt ein Fahrzeug samt Nutzlast zuverlässig und ausreichend schnell über mehrere hundert Kilometer fortzubewegen, ohne es zwischendurch andauernd wieder ‚aufladen’ zu müssen, wie es bei den frühen mit Batterien ausgerüsteten Fahrzeugen der Fall ist, die außerdem oft noch extrem schwer sind, da Bleiakkumulatoren z.B. nur eine Speicherfähigkeit von 40 Wh/kg besitzen und daher in entsprechender Menge mitgeführt werden müssen.
Bei einer umfassenden Recherche lassen sich darüber hinaus aber ausgesprochen viele Akkumulator-Technologien finden, von denen einige in den vergangenen Jahren auch intensiv weiterentwickelt worden sind, allen voran die Lithium-Ionen-Batterien. Über diese und diverse weitere neue Ansätze von Batterie-Technologien werde ich ausführlich berichten.
Ebenfalls zunehmen wichtig wird ein Medium, das für uns allgegenwärtig ist: die Luft. Zum einem als potentielles Speichermedium für große Energiemengen in Zeiten geringen Bedarfs wie im Fall von Druckluftspeichern, die mit zunehmendem Interesse untersucht werden – und zum anderen als Antrieb für Druckluftfahrzeuge, die zumindest im städtischen Rahmen eine ernsthafte Alternative zum Elektroauto darstellen.
Zu den weiteren Bereichen der Energiezwischenspeicherung die ich hier behandeln werde, gehören z.B. die Speicherung von Bremsenergie bei Fahrzeugen, wie sie bereits im öffentlichen Nahverkehr Anwendung findet, neue Ansätze in der thermischen Energiespeicherung oder die Schwungradspeicherung, die bei dem in Teil D behandelten Energiesystem eine wichtige Rolle spielt.
Da das Thema Elektromobile in Verbindung mit der Energiespeicherung zunehmend an Wichtigkeit gewinnt, werde ich es weiter unten noch separat und ausführlich behandeln – schließlich können neben Fahrzeugen auch Schiffe, Flugzeuge und andere Verkehrs- bzw. Transportmittel durch elektrische Energiespeicher angetrieben werden.