Erneuerbare Energien effizient speichern und nutzbar machen – mit eFuels
Erneuerbare Energien effizient speichern und nutzbar machen – mit eFuels
Inhaltsübersicht
Herausforderung: Energieproduktion und Speicherung
Erneuerbare Energien wie Sonne und Wind liefern uns enorme Mengen sauberer Energie. Doch dieses Potenzial bleibt häufig ungenutzt und geht vollständig verloren, weil Produktion und Bedarf oft nicht zusammenpassen: Während tagsüber bei Sonnenschein und starkem Wind ein Energieüberschuss entsteht, fehlt diese Energie in windstillen Nächten oder an trüben Tagen. Als Folge ist vor allem in den Wintermonaten ein Mangel an erneuerbaren Energien sehr deutlich spürbar.
Ein weiteres Problem: Strom lässt sich nicht einfach speichern. Anders als Wasser oder fossile Brennstoffe erfordert Strom komplexe Technologien, um ihn für spätere Nutzung verfügbar zu machen.
Batterien haben in diesem Szenario nennenswerte Einschränkungen:
Hohe Kosten
Der Bau großer Batteriespeicher ist teuer, und die Herstellung erfordert erhebliche Ressourcen wie Lithium und Kobalt.
Begrenzte Kapazität:
Pumpspeicherwerke und Batterien können kurzfristige Schwankungen ausgleichen, stoßen aber bei saisonalen Herausforderungen an ihre Grenzen.
Energieverluste
Batterien sind nicht für Langzeitspeicher geeignet und verlieren über Zeit Energie.
Umweltschädlich
Die Menge an Mineralien für die benötigten "Megabatterien" ginge mit sehr massiven Umweltschäden durch den Bergbau einher.
Laut einer aktuellen Analyse des Potsdam-Instituts für Klimafolgenforschung (PIK) im Rahmen des Kopernikus-Projekts Ariadne wird ab 2025 die Anzahl der Stunden mit Stromüberschuss stetig steigen. Bis 2045 dominieren diese Zeiten sowohl in Häufigkeit als auch Energiemenge. Ohne praktikable Langzeitspeicher gehen diese wertvollen Überschüsse verloren – eine enorme Verschwendung.
Die Lösung: eFuels ermöglichen es, erneuerbare Energie langfristig, flexibel und in großen Mengen zu speichern, und bieten damit eine entscheidende Antwort auf diese Herausforderung.
Ein großer Teil der Energie, die uns Sonne und Wind liefern, geht ungenutzt verloren, weil es an praktikablen Speicherlösungen fehlt. Dieser Verlust ist nicht nur eine verpasste Chance, sondern eine enorme Verschwendung wertvoller Ressourcen.
Die Lösung: eFuels als Speicher für erneuerbare Energien
- Langfristige Speicherung: Während Batterien Energie nur für kurze Zeit aufbewahren können, bleiben eFuels stabil und nutzbar über Monate und sogar Jahre hinweg.
- Einfacher Transport: eFuels können wie Benzin oder Diesel über bestehende Infrastrukturen (Tankstellen, Pipelines, Tankwagen) verteilt werden.
- Flexibler Einsatz: Sie können in Fahrzeugen, Heizsystemen, Kraftwerken oder der Industrie genutzt werden, ohne technische Anpassungen an bestehenden Geräten oder Netzwerken.
eFuels sind die Antwort auf das Problem ungenutzter Energiepotenziale. Diese synthetischen Kraftstoffe speichern überschüssige Energie und machen sie flexibel einsetzbar – zu jeder Zeit und an jedem Ort.
eFuels schaffen eine direkte Verbindung zwischen dem Stromsektor und anderen Energiesektoren.
Überschüssige Energie wird in chemische Energieträger umgewandelt, die in der Mobilität, der Wärmeversorgung und der Industrie genutzt werden können.
Energieerzeugung
Überschüssiger Strom aus Wind- und Solarkraft dient als Basis.
Elektrolyse
Wasser wird in Wasserstoff und Sauerstoff aufgespalten – ein wichtiger Schritt zur Speicherung von Energie.
CO2-Abscheidung
CO2 wird aus der Atmosphäre oder industriellen Abgasen gewonnen.
Synthese
Wasserstoff und CO2 werden zu flüssigen Kraftstoffen wie eDiesel oder eKerosin kombiniert.
eFuels und die Rolle der Sektorenkopplung
Das Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (Fraunhofer IEE) betont, dass die Sektorenkopplung ein Schlüsselelement für die Transformation des Energiesystems von fossilen zu erneuerbaren Energien ist. Sie ermöglicht es, Flexibilität ins Energiesystem zu bringen und den weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien zu unterstützen, da Windenergie- und Photovoltaikanlagen nicht nach Bedarf, sondern nach Wetterlage Strom erzeugen (Fraunhofer IEE, 2024).
Fazit: Mit eFuels Erneuerbare Energien bestmöglich nutzen
Der Schlüssel zu einer erfolgreichen Energiewende liegt nicht nur in der Erzeugung erneuerbarer Energie, sondern vor allem in ihrer effizienten Nutzung und Speicherung über verschiedene Sektoren hinweg. Die Sektorenkopplung ermöglicht es, erneuerbare Energien dort einzusetzen, wo sie am dringendsten benötigt werden.
eFuels bieten eine langfristige, umweltfreundliche und zukunftsfähige Alternative:
Sie machen überschüssige Energie langfristig nutzbar und verhindern, dass wertvolle Potenziale ungenutzt bleiben.
Sie sind umweltfreundlich und unterstützen die Klimaziele.
Sie lassen sich nahtlos in bestehende Infrastrukturen integrieren und vielseitig einsetzen.
Andrew Moore, unabhängiger Wissenschaftler und Biochemiker, betont die entscheidende Rolle von eFuels in der Energiewende. eFuels ermöglichen es, enorme Energiemengen aus sonnenreichen Sommermonaten für wolkige Winter zu speichern, wenn der Energiebedarf höher ist als die regenerative Kapazität liefern kann. Im Vergleich zu Batterien erfordern eFuels weniger Materialaufwand und bieten höhere Energiedichten, was sie für die langfristige Speicherung und den Transport ideal macht. Sie bieten einen praktikablen Kompromiss zwischen Effizienz, Verlusten und Umweltverträglichkeit und können dazu beitragen, die Nachhaltigkeitsziele zu erreichen, ohne neue Umweltprobleme zu schaffen, wie sie durch die Herstellung und Entsorgung von Batterien entstehen (Moore, 2024)
Häufig gestellte Fragen (FAQ) - eFuels und ihre Rolle in der Energiespeicherung
Erneuerbare Energiequellen wie Sonne und Wind erzeugen Strom abhängig von Wetter, Tages- und Jahreszeit. Überschüsse entstehen oft, wenn der Energiebedarf gering ist, während in anderen Zeiten ein Mangel herrscht. Ohne geeignete Speichertechnologien gehen diese Überschüsse verloren und können nicht genutzt werden, wenn sie dringend benötigt werden.
Strom kann nicht wie Wasser in einem Tank gelagert werden. Batterien und Pumpspeicherkraftwerke bieten nur Kurzzeitspeicherung und stoßen bei saisonalen Schwankungen an ihre Grenzen. Zudem verlieren Batterien über längere Zeit Energie und sind für großflächige Langzeitspeicherung nicht geeignet.
eFuels speichern überschüssigen Strom aus erneuerbaren Energien, indem sie ihn in flüssige/gasförmige, chemische Energieträger umwandeln. Diese können langfristig gelagert, transportiert und sektorenübergreifend eingesetzt werden – zum Beispiel in der Mobilität, in der Industrie oder im Wärmesektor.
Ja, für die Langzeitspeicherung sind eFuels eine hervorragende Ergänzung. Während Batterien für kurzfristige Anwendungen effizient sind, ermöglichen eFuels die Speicherung großer Energiemengen über Monate oder sogar Jahre hinweg.
eFuels punkten durch ihre hohe Energiedichte, die langfristige Stabilität und ihre Vielseitigkeit im Transport und Einsatz.
eFuels können in bestehender Infrastruktur wie Tankstellen, Pipelines und Lagerungssystemen genutzt werden. Dadurch entfallen die hohen Investitionen, die für neue Speicher- und Verteilungsnetze wie bei Batterien erforderlich sind.
Sektorenkopplung bezeichnet die Integration verschiedener Energiesektoren wie Strom, Wärme und Mobilität. eFuels spielen dabei eine zentrale Rolle, da sie Energie aus dem Stromsektor in chemische Kraftstoffe umwandeln, die in anderen Sektoren genutzt werden können. Dadurch entsteht eine Brücke zwischen Stromproduktion und Verbrauch in Bereichen wie Verkehr und Industrie.
Erneuerbare Energien werden oft wetterabhängig produziert und passen nicht immer zum direkten Verbrauch. Durch die Sektorenkopplung wird überschüssiger Strom in chemische Kraftstoffe umgewandelt, die in nicht-elektrifizierbaren Bereichen genutzt werden können – zum Beispiel im Schwerlastverkehr oder in der Hochtemperatur-Industrie.
Durch die Möglichkeit, überschüssigen Strom aus erneuerbaren Quellen effizient zu speichern, reduzieren eFuels die Notwendigkeit, Solar- und Windkraftanlagen bei Überproduktion abzuschalten. Dies erhöht die Wirtschaftlichkeit und Stabilität des erneuerbaren Energiesystems. Wenn erneuerbare Energie in großen Mengen gespeichert werden kann, kann die Herstellungsinfrastruktur (z.B. Windturbinen-/PV-Anlagen) auf einem angemessenen Minimum gehalten werden, und damit auch die negativen Umweltauswirkungen und Kosten, welche hierbei entstehen.
Quellenangaben:
- Ariadne-Analyse, Kopernikus-Projekt Ariadne, Potsdam-Institut für Klimafolgenforschung (PIK), gefördert vom Bundesministerium für Bildung und Forschung, Februar 2024
- Moore, A. (2024). Enorme Fortschritte bei der Energiespeicherung sind erforderlich – sind Batterien die Lösung?, abgerufen am 26.11.2024, von https://andrewmoorescientist.com/1-speicherbare-energie/
- Fraunhofer IEE (2024). Sektorenkopplung: Wasserstoff, Wärmenetze, E-Mobilität. abgerufen am 26.11.2024, von https://www.iee.fraunhofer.de/de/leitthemen/sektorenkopplung.html
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