Die Energiekonferenz in Roth am 22. Juni 2022, Quelle: Redaktionsbüro Bildtext
Die Stadtwerke Roth sind angetan von einem Konzept der TH Nürnberg, wie die Stadt auch ihren Wärmebedarf mit Wind, PV und Saisonspeicher decken kann. Und das günstig, so Studierende.
„Grundsätzlich würde ich ein solches Konzept gerne umsetzen.“ Nach der zweistündigen Präsentation einer Energieutopie hat sich Gerhard Brunner, der Leiter der Stadtwerke Roth, beeindruckt gezeigt. Fünf Studierende der TH
Nürnberg („Ohm“) hatten am 22.
Juni auf der Energiekonferenz Roth detailliert ausgearbeitet, wie sich die Kreisstadt Roth bei Nürnberg ganzjährig mit regenerativer Energie versorgen lässt.
Außerdem wurden eine Master-Arbeit über die regenerative Versorgung einer Neubausiedlung in Nürnberg sowie eine Bachelor-Arbeit über die Grundzüge eines ebenfalls komplett erneuerbaren Energieversorgungsnetzes der ebenfalls bayerischen Kreisstadt Wunsiedel vorgestellt.
Für sein Energietechnik-Seminar hatte Ohm-Professor Matthias Popp die Stadtwerke der 25.000-Einwohner-Kommune als Partner gewonnen. Und fünf Maschinenbau-Sechstsemester, die gemeinsam die Frage zu beantworten hatten: Welcher Mix der Energieträger Wind und Sonne ermöglicht für Strom und Wärme eine regenerative Selbstversorgung der Stadt Roth zu niedrigsten Energiegestehungskosten?
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Patentinhaber Matthias Popp bläst in ein Modell seines Stülpmembranspeichers (Archivbild von 2017)
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Den Energieausgleich soll ein so genannter Stülpmembranspeicher (siehe Kasten) bewerkstelligen. Der dient außerdem dazu, Überschussstrom zu vermarkten, um so die Energiebezugskosten für die Verbrauchenden zu vermindern.
Doch zunächst stellten sich die Studierenden Fragen um die zu gewinnende Ökoenergie. Die notwendige thermische Speicherkapazität, um den halben Rother Wärmebedarf für Heizung und Warmwasser zu decken, hat Seminarist Markus Dörfler mit knapp 2
Mio. kWh errechnet. Damit könne ein Speicher den auf Grund der langjährigen Wetterdaten ermittelten notwendigen Zeitraum von 6,1
Tagen überbrücken, „etwas mehr ist aber empfehlenswert“.
Für die zur Erzeugung notwendigen 650.000 m² Sonnenkollektorfläche – das entspräche 13
Prozent der Gemeindefläche – reichen allerdings die Dächer der Kommune nicht aus. Es seien zusätzliche Freiflächen notwendig, zum Beispiel auf der Oberfläche des Speichers, war zu erfahren.
Selbst bei einer komplett neuen Nahwärmeversorgung für den Ort läge der Wärmegestehungspreis laut Dörfler bei gerade mal 6,97
Ct/kWh.
Das liegt daran, dass die Kosten für den Speicher selbst komplett in die Stromerzeugung eingerechnet wurden. 80
Mio. Euro wurden „konservativ ermittelt“ für einen Stülpmembranspeicher von 422
Metern Zylinder-Höhe und 103
Metern Durchmesser. Der reicht aus, um den Gesamt-Strombedarf in der Stadt Roth zu decken. Dieser lag 2021 bei 85
Mio. kWh, das entspricht durchschnittlich 9,2
MW. Die Daten stellten die Stadtwerke bereit.
Sinn und Funktionsweise des Patentes
Dieser im Erdreich ausgebildete Speicher für Wärme und Strom ermöglicht vor allem, Sommer-Überschüsse aus Photovoltaik- und Solarthermie-Anlagen in den sonnenarmen Winter zu übertragen. Matthias Popp, Professor an der TH
Nürnberg, besitzt das Patent auf dieses System, das bisher nur im Modell existiert, aber nicht als Prototyp.
Mit vorhandener Erdaushub-Technik wird ein Kolben im Durchmesser von über 100
Metern und einer Tiefe von einigen hundert
Metern im Erdreich freigelegt, die Wände werden befestigt. Der Spalt zwischen Kolben und Umgebung wird mit einer Membran verschlossen und mit Wasser gefüllt. Per Überschussstrom wird mehr Wasser in den Spalt gepumpt, der Kolben hebt sich. Bei Strombedarf wird Wasser abgelassen, die Pumpe wird dabei zur Turbine.
Die Systemverluste liegen bei gut 25
% - ein guter Wert, vor allem im Vergleich zum stark diskutierten Speichermedium Wasserstoff (weit über 50
% Systemverlust).
Das Wasser im Spalt dient außerdem im Sommer der Aufnahme der Sonnenwärme, die sich – mit ebenfalls geringen Systemverlusten – im Winter wieder abgeben lässt. (wra)
Alexander Nahlik und Patrick Pickelmann haben sich speziell mit den Stromkosten und der Speicherbewirtschaftung beschäftigt. Ihre Ergebnisse zeigten: „Das System ürde sich lohnen. Speziell bei den steigenden Strompreisen seit Mitte 2022.“ Gerade mal 6,2
Ct/kWh kostet der aus dem Speicher entnommene Strom. Für Spitzenstrom wurden in den letzten Monaten im Börsenhandel bis zu 30
Ct/kWh bezahlt.
Die Erzeugung des Ökostroms selbst sollte laut Timo Madre und Jonai Lubik aus einem Mix von 37
MW Wind und 10
MW
Photovoltaik stammen, woraus die Windmühlen 92
Prozent der Energiemenge beisteuern. Der Anteil der Wasserkraft von 0,7
Prozent der Gesamtstrommenge aus fünf bestehenden Kleinwerken lasse sich wegen örtlicher Gegebenheiten nicht ausbauen, so die Erkenntnis.
Aber im Stadtgebiet liegen keine Windkraftstandorte mit ausreichendem Potenzial. Und der Stadtwerke-Leiter sieht auch kaum Chancen, Kommunen im Landkreis dafür zu gewinnen. Brunner
gab sich dennoch kämpferisch: „Wenn wir eine Versorgung haben wollen, die nicht von Despoten abhängig sind, müssen wir die Energie selbst machen. Das wird Veränderungen auch der Landschaft bedeuten.“ Und sagte
immense Preissteigerungen für Strom und Wärme voraus.
Cornelia Kerausch, als Vertreterin eines Baumaschinenherstellers im Publikum, bestätigte, dass Stülpmembranspeicher grundsätzlich zu bauen seien. Weshalb Professor Popp darauf setzt, möglichst bald „einen kleineren in einem Neubaugebiet realisieren zu
können“. Die Forschungen seiner Studierenden lobt er: "Sie haben alles mit Kosten und Nutzen belegt.“
Freitag, 24.06.2022, 10:46 Uhr
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