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Energierohstoffe und
-speicher

Energierohstoffe

Bild links oben: Geologische Formation. Bild rechts oben: Lagerstättenmodell [Quelle: Professor Leonhard Ganzer ITE]. Bilder unten: unter Tage [Quelle: Sebastian Mahr].

Derzeit werden 84% der Energie in Deutschland aus den fossilen Primärenergieträgern Steinkohle, Braunkohle, Erdöl und Erdgas gewonnen und 13% aus Uran. Die Lagerstättenforschung zu allen fünf Energieträgern findet heute und in Zukunft an der TU Clausthal statt.

Vor dem Hintergrund der ständig steigenden Nachfrage ist die Knappheit fossiler Energieträger vorprogrammiert. Das hohe Preisniveau bietet Anreize für eine verstärkte Suche nach neuen Vorkommen, eine Verbesserung der Ausbeute bereits gefundener Lagerstätten und die Mobilisierung von bereits gefundenen, aber bisher nicht wirtschaftlich förderbaren Vorkommen. Eine erfolgreiche Energiebedarfsdeckung setzt dabei neben qualifizierten Hochschulabsolventen neue Technologien voraus, die entwickelt bzw. weiterentwickelt werden müssen. Da in Niedersachsen auch nennenswerte Mengen an konventionellen Energierohstoffen gefördert werden (Förderzins auf Erdöl und Erdgas ca. 450.000.000 €/a) und die weltweit tätige Serviceindustrie für Energierohstoffe überwiegend in Niedersachsen beheimatet ist, erscheint es in besonderer Weise sinnvoll, den Standort Clausthal im Bereich Energierohstoffgewinnung, -aufbereitung und -transport auszubauen und noch internationaler aufzustellen.

Neben diesen Aktivitäten im konventionellen Energiebereich, existieren in Niedersachsen ebenfalls Forschungsschwerpunkte im Bereich der Nutzung von Biomasse zur Energieerzeugung. Vor dem Hintergrund der Verfolgung des energiepolitischen Ziels, mittelfristig in den Verbrauchssektoren Verkehr, Haushalt und Kleinverbrauch den regenerativen Anteil zu erhöhen, welcher in Deutschland derzeit nur 3% bezogen auf den Primärenergieeinsatz beträgt, reichen Aktivitäten in diesem Bereich von der Verfügbarmachung und Aufbereitung von Biomasse für die energetische Verwertung und der Entwicklung entsprechender Verwertungstechnologien bis hin zur Entwicklung biogener Treibstoffe (Biomass-to-Liquid). Die Nutzung von Biomasse zur Energieerzeugung wird in Niedersachsen wegen der vorhandenen Tiefwasserhäfen in Zukunft in erheblichem Maße auch auf der Einbeziehung von importierter Biomasse beruhen. Sie kann in Form von Pellets zu Heizzwecken oder nach Vergasung auch zur Gewinnung elektrischer Energie oder zur Kraftstoffherstellung verwendet werden.

Die im Bereich der Energierohstoffe eingesetzten Technologien sind notwendige Voraussetzung für eine Beschreibung und Nutzung des Geogrundes auch für andere nutzbringende Vorhaben wie etwa der Nutzung von Erdwärme (Geothermische Vorhaben) oder der Lagerung von Schadstoffen (z.B. CO2 Einlagerung).

Energiespeicher

Ein steigender Anteil von regenerativen Energien, aber auch die Entkopplung von Stromerzeugung und -verteilung sowie die geplante Abschaltung der leistungsstarken Kernkraftwerke erfordern den Ausbau der Energiespeicherung zum Ausgleich der Angebots- und Nachfragelücken im Stromnetz. Niedersachsen hat gute geologische Voraussetzungen, um Untertagespeicher einzurichten. Hierzu gibt es an der TU Clausthal und der TU Braunschweig Forschungsarbeiten im Bereich Maschinenbau, Elektrotechnik, Geomechanik und Petrogeologie. Ziel ist es, geeignete Standorte, gegebenenfalls auch unter der Nordsee, und Techniken ausfindig zu machen und die Machbarkeit theoretisch und experimentell zu prüfen.

Kleinere Druckluftspeicher, die als Brenngas zur Wärmezufuhr bei der Entspannung zusätzlich Biogas nutzen könnten, lassen sich unabhängig von geologischen Randbedingungen überall dort aufbauen, wo genügend Fläche zum Einbau von Pipelinerohren als Druckbehälter zur Verfügung steht. Hierzu wurden an der TU Braunschweig und TU Clausthal bereits erste Studien und Experimente durchgeführt. Für die Zukunft ist eine engere Kooperation zwischen der TU Braunschweig und der TU Clausthal bei der Druckluftspeicherung im Rahmen eines EFZN-Projektes angestrebt.

Die Ausgleichsleistung/-energie, d.h. die so genannte Regelleistung und -energie muss nicht nur in Minuten-, Stunden- und Tagesintervallen erzeugt werden, sondern auch im Millisekunden- und Sekundenbereich (Sofortreserve) zur Sicherstellung der Netzstabilität. Hierzu laufen an der TU Clausthal ebenfalls Forschungsarbeiten mit dem Ziel, verschiedene Speichertechnologien (Druckluft, elektrochemische Speicher, Schwungräder, Kondensatoren, Superkondensatoren etc.) so zu kombinieren, dass alle Kurzzeitanforderungen erfüllt werden können. An der TU Braunschweig wird diesbezüglich bereits seit 2000 im Rahmen eines BMWi-Leitprojektes an schnell reagierenden Schwungmassespeichern mit sehr geringen Leerlaufverlusten geforscht. So liegen heute Reaktionszeiten von 2 ms und Leerlaufverluste von ca. 1-2 kW für Speicher mit 11 kWh Energieinhalt und 2 MW Nennleistung durchaus im Bereich des Machbaren.

 

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