Wie moderne Energiespeicher auf Dauer Kosten sparen helfen

Doch es sind gerade einmal 750 Gewerbekunden, die den erhöhten Stromverbrauch auf dem Volksfest verursachen. „Unsere Großküche versorgt zu Spitzenzeiten knapp 8.000 Gäste. Der Strombedarf ist da natürlich hoch, im Vorjahr lag er bei insgesamt rund 200.000 Kilowattstunden“, berichtet Toni Winklhofer, einer der beiden Wirte des Festzelts „Tradition“.

Kilowatt für Haxn

Rund 70 Prozent des Stroms benötigt die Großküche, die restliche Energie fließt vor allem in Beleuchtung und Heizung. Denn schließlich gibt es auf der Wies’n nicht nur heiße Tage. An den kühleren Abenden wollen sie in den Zelten auch gewärmt werden. Auch „Heizpilze“ sind inzwischen ein Muss, verbrauchen aber viel Strom. Oft bleibt es nicht beim kalkulierten Verbrauch, weil plötzlich weit mehr Gäste kommen und die Küche im Festzelt deutlich mehr produzieren muss. Die Folge: eine Stromspitzenlast, die sich auch fatal auf die Abrechnung auswirkt. Denn je höher solche Lastspitzen ausfallen, desto höher sind die Netznutzungsentgelte, die der Netzbetreiber erhebt.

Aus Schaden sind die Wirte des Festzelts „Tradition“ inzwischen klug geworden. Um zu vermeiden, dass bei Stromspitzen die zusätzliche Energie aus dem öffentlichen Netz zu Höchstpreisen geliefert wird, setzten die Gastronomen in diesem Jahr einen Outdoorspeicher von Teslavolt ein. Aus dessen Batteriereserven wird der benötigte Strom im Falle eines erhöhten Bedarfs abgezogen. Ein Lithiumbatteriespeicher mit 70 Kilowatt Leistung trug auf der Wies’n in diesem Jahr also dazu bei, die Kosten zu senken.

Die Technologie dafür ist ein Batteriespeicher, der den Strom in Reserve hält, damit bei Lastspitzen die Energie nicht aus dem Netz, sondern aus den Batteriezellen abgerufen wird. Auf diese Weise wird die Lastspitze vermieden und dem höheren Stromtarif ausgewichen. Denn die Stromanbieter berechnen im Falle einer Lastspitze den gesamten Verbrauch eines Unternehmens nach diesem, oft nur sehr kurzfristigen, Höchstverbrauch. Mit diesem Problem müssen viele Betriebe kämpfen, die zu innerhalb kurzer Zeit mehr Strom verbrauchen als sonst, etwa Autohäuser, wenn mehrere Elektro-Autos gleichzeitig an den Ladesäulen stehen, oder Metallbaubetriebe, in denen Schweißgeräte oder andere energieintensive Maschinen hochfahren.

Zukunftsaussichten mit neuen Technologien

Diese Spitzen sind deswegen so kostspielig, weil die Stromversorger die Leistung, die nur kurz abgerufen wird, sicherheitshalber dauerhaft vorhalten – und es ist schlecht planbar, ob und wann die nächste Spitze kommt. Daher erhöhen die Anbieter die Stromrechnung für Betriebe. Schon eine einzige Lastspitze kann die Kosten für Jahre in die Höhe treiben. Neben den kompakten Stromspeichern auf Metallbasis geraten auch neue Technologien ins Visier, vor allem solche, die umweltfreundlich und nachhaltig sind, wie beispielsweise der kombinierte Energiespeicher. Hier holt ein Wissenschaftler an der TU Graz zum großen Wurf aus. Franz Georg Pikl, Doktorand am Institut für Wasserbau und Wasserwirtschaft der TU Graz, entwickelte ein System, das die Pumpspeichertechnologie und die thermische Energiespeicherung mit dem Energieträger Wasser verbindet. Zusammengeführt werden sie in einem „Heißwasser-Pumpspeicherkraftwerk“.

Dieses System speichert und liefert Elektrizität, Wärme- und Kälteenergie nach Anforderung. In diesem Energiespeicher dient Wasser als elektrisches und thermisches Speichermedium. Das beste dabei: „Die Ausführungsgröße kann maßgeschneidert an Unternehmen angepasst werden“, sagt Pikl. Für Pumpspeicherkraftwerke werden große Mengen Wasser und ein Höhenunterschied zwischen zwei Becken benötigt. Bei hoher Stromproduktion wird mit Hilfe der überschüssigen Elektrizität das Wasser vom tiefer gelegenen Becken in ein höher gelegenes Becken gepumpt. Bei erhöhtem Strombedarf fließt das Wasser wieder nach unten und treibt die Turbinen an, die wiederum Strom produzieren. Das ist bisher nur in gebirgigen Landschaften möglich – ein klassisches Beispiel dafür ist etwa das Walchenseekraftwerk. Aber wie lässt sich das ist in flache Regionen übertragen?

Das ist genau der Ansatz, den Pikl wählt. Er verlegt die Anlage in den Untergrund. Die unterirdischen Tunnelsysteme sind so eingerichtet, dass die für die Stromerzeugung notwendigen Niveauunterschiede zwischen den beiden Speicherbecken ermöglicht werden. Pikl schlägt drei Fliegen mit einer Klappe: Er minimiert den Flächenbedarf, vereinfacht die Standortfindung und erleichtert die Genehmigungsverfahren.

Multifunktionaler Speicher für Energie

Außerdem kann die clevere Wasseranlage noch viel mehr. Eine weitere Komponente des neuen Speicherkonzepts sind Fernwärmespeicher, in denen thermische Energie gespeichert wird. Wasser dient dem unterirdischen Pumpspeicherkraftwerk aufgrund seiner hohen spezifischen Wärmekapazität nun als zusätzlicher thermischer Energiespeicher.

Erneuerbare Energien erhitzen das Wasser auf bis zu 90 Grad Celsius. Die Einspeicherung und Nutzung der thermischen Energie erfolgt mit Wärmetauschern, die in den unterirdischen Wasserspeichern installiert sind. In Zeiten großen Wärmeenergiebedarfs gelangt die Wärme schließlich über Fernwärmeübertagungsleitungen direkt zum Endkunden.

Und ganz nebenbei ist mit den Röhren durch Fernkältetechnik auch eine Klimatisierung möglich. Weil das Kühlen von Gewerbegebäuden eine steigende Bedeutung hat, setzt Pikl dazu Absorptionskältemaschinen ein. An heißen Tagen treibt das heiße Wasser die Maschinen zur Kälteenergieerzeugung an und wird über Fernkälteleitungen zu den Abnehmern geliefert.

Pikl ist auf der Suche nach Energieversorgern und Unternehmen, die gemeinsam mit ihm einen Prototyp des Heißwasser-Pumpspeicherkraftwerks errichten. „Die berücksichtigten Technologien sind seit Jahrzehnten erfolgreich im Einsatz, jedoch ist noch niemand auf die Idee gekommen, sie zu koppeln,“ sagt Pikl. Dieses System könne ein Baustein für eine sichere Zukunft mit erneuerbaren Energien sein.