[Pluslucis] Vorträge Energiespeicherung: 3.9.2013 Uni Linz

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*Programm des Energietages, 3. 9.2013 (10:00-16:00 Uhr), Universität Linz*
im Rahmen der Jahrestagung der Österreichischen Physikalischen Gesellschaft.

*Energiespeicherung*

*Vorwort zum Energietag 2013*
Norbert Pillmayr, KELAG-Kärntner Elektrizitäts-Aktiengesellschaft, 
Arnulfplatz 2, 9020 Klagenfurt, Austria

Nach den Energietagen der Vorjahre ist die Thematik der 
Energiespeicherung das Hauptthema des Energietags 2013. Erneuerbare 
Energiequellen werden in Zukunft einen immer größeren Anteil an der 
Energieversorgung haben und eine erhebliche Anpassung der Stromnetze, 
der Kraftwerke und des Energiemanagements erfordern. Damit verbunden 
muss der Ausbau großer Energiespeicher sein, in die nicht benötigter 
Strom der alternativen Erzeugungsanlagen eingespeist werden kann. 
Weltweit wächst daher die Nachfrage nach Speichertechnologien für Strom 
und es wird intensiv an Energiespeichern geforscht. Der Arbeitskreis 
Energie bietet wie in den Vorjahren einen Energietag an, bei dem 
hochkarätige Experten zum Thema aktuelle und spannende 
Diskussionsbeiträge liefern.

*Zukünftiges Energiesystem benötigt neue Lösungsansätze besonders bei 
der Speicherung*
Horst Steinmüller, Energieinstitut, Johannes Kepler Universität Linz, 
Altenberger Straße 69, 4040 Linz, Austria

Vor dem Hintergrund der Bemühungen um eine globale Klima- und 
Energiepolitik steht das heutige Energiesystem vor enormen 
Herausforderungen. Die Festlegung von Klimaschutzzielen mit Zeithorizont 
2050 wird weitreichende regulatorische Aktivitäten auf europäischer, 
nationaler aber auch auf regionaler Ebene nach sich ziehen. Im 
Mittelpunkt stehen dabei einerseits die vermehrte Integration von 
erneuerbaren Energien in das Energiesystem und andererseits der damit 
notwendigerweise verbundene Ausbau von Speichersystemen für diese 
volatilen Energieformen. Gerade im Bereich der Speichertechnologien ist 
jedoch darauf zu achten, dass sowohl Strom als auch Gas und Wärme -- und 
hier insbesondere (industrielle) Abwärme und Umgebungswärme -- bei der 
Ausgestaltung eines nachhaltigen Energiesystems berücksichtigt werden.

*Herausforderungen für den Betrieb des kontinentaleuropäischen 
Verbundnetzes*
Martin Geidl, Swissgrid AG, Dammstrasse 3, 5070 Frick, Switzerland

Das kontinentaleuropäische Stromversorgungssystem ist eine der grössten 
Maschinen der Welt, die ca. 450 Millionen Menschen in 30 Ländern mit 
Strom versorgt. Den Übertragungsnetzbetreibern kommen dabei zwei 
wesentliche Aufgaben zu:
1. Sicherstellung, dass in jedem Moment genauso viel Energie produziert 
wie verbraucht wird.
2. Sicherstellung, dass keine Netzelemente überlastet werden.
Das bestehende Übertragungsnetz steht vor einem grossen Umbruch. Die 
Umsetzung der "20-20-20"-Ziele der Europäischen Union und der Ausstieg 
aus der Kernenergie führen zu einer grundlegenden Veränderung der 
Erzeugungsstruktur. Im Vortrag werden die wichtigsten Herausforderungen 
dargestellt: Stabilität des Gesamtsystems, Speicher und flexible Lasten, 
Einbindung von dezentralen Ressourcen in den Systembetrieb und Netzausbau.

*Smart Grid und das Hauskraftwerk*
Michael Zahradnik, Güssing Renewable Energy GmbH, Europastraße 1, 7540 
Güssing, Austria

Durch den jährlich wachsenden Stromverbrauch einerseits und die 
Verpflichtung zum Klimaschutz andererseits ergibt sich die 
Notwendigkeit, alternative und innovative Lösungsansätze zur 
Energiegewinnung, Energiespeicherung und Energieverteilung zu 
erarbeiten. Eine Lösung bietet das "Smart Grid", welches in 
individuellen "Hauskraftwerken" durch dezentrale Produktion und 
Speicherung von Energie entsteht. Viele dieser "Hauskraftwerke" werden 
zu einem "virtuellen" Kraftwerk zusammengeschaltet und ergeben so das 
intelligente Netzwerk von morgen. Güssing Renewable Energy baut solche 
"Hauskraftwerke", die durch Brennstoffzellen, Vanadium Redox Flow 
Batterien und einer intelligenten Steuerung entstehen. Der Brennstoff 
kann sowohl konventionelles Erdgas, Biogas aus der Holzvergasung aber 
auch Gas aus der Stadtmüllvergasung sein.

*Wieviel erneuerbare Energie muss zukünftig gespeichert werden? Analyse 
des zukünftigen**
**Speicherbedarfs in Österreich mit einem hohen Anteil an erneuerbarer 
Energie.*
Gerfried Jungmeier, JOANNEUM RESEARCH, Elisabethstrasse 18, 8010 Graz, 
Austria

Die Energiespeicherung ist bei fluktuierenden erneuerbaren 
Energieträgern sehr wesentlich. Da das Angebot der erneuerbaren 
Energieträger (z.B. Windkraft, Solarwärme) kurzzeitig und saisonal 
schwankt, muss die erzeugte Energie teilweise gespeichert werden. Mit 
dem Stand der Energiespeichertechnologien werden die zukünftigen 
Entwicklungsperspektiven analysiert. Basierend auf der 
Nachhaltigkeitsbewertung von Anwendungsbeispielen für die Speicherung 
von Strom, Wärme und Brennstoffen wird der zukünftige Speicherbedarf in 
Österreich ermittelt. Ausgehend vom heutigen Energiesystem werden in 
einem Analysemodell das Angebot und der Bedarf an erneuerbarer Energie 
in einem nachhaltigen Energiesystems Österreich untersucht. Es zeigt 
sich, dass eine zunehmende erneuerbare Energieversorgung mit einem 
steigenden Speicherbedarf verbunden ist.

*MITTAGSPAUSE*

*Technologische und Ökonomische Aspekte der Elektrochemischen 
Energiespeicherung*
Stefan Koller, VARTA Micro Innovation GmbH, Stremayrgasse 9, 8010 Graz, 
Austria

Mit dem Startschuss der großen Automobilkonzerne zur Elektrifizierung 
des Antriebstranges wächst auch das Verlangen nach leistungsfähigeren 
elektrochemischen Energiespeichern. Lithium-Ionen-Batterien stellen 
heute die fortschrittlichste Technologie dar, Energie elektrochemisch zu 
speichern und bieten zudem durch die große Diversität der einsetzbaren 
Materialien nicht nur die Möglichkeit die Batterie für die jeweilige 
Anwendung maßzuschneidern, sondern auch ein enormes Potential zur 
Weiterentwicklung. Im Vortrag werden die Vor- und Nachteile der 
unterschiedlichen Technologien beleuchtet, Weiterentwicklungspotentiale 
aufgezeigt und auch ökonomische Aspekte der Energiespeicherung 
diskutiert. Weiters wird auch das Thema der Ressourcenverfügbarkeit, vor 
allem im Zusammenhang mit großen Märkten wie der 
Energiezwischenspeicherung und der Elektromobilität, besprochen.

*Wasserstoffspeicherung durch Magnesiumhydrid*
Iris Bergmair 1, Ewald Wahlmueller 2, Wolfgang Hofer 3, Guido Bartlok 4, 
Martin Panholzer 5, Kurt Hingerl 5, Gerhard Krexner 6, Michael Zehetbauer 6
1 Profactor GmbH, Im Stadtgut A2, 4407 Steyr-Gleink, Austria-
2 Fronius GmbH, Günter-Fronius-Straße 1, 4609 Wels-Thalheim, Austria-
3 OMV Refining & Marketing GmbH, Mannswörther Str. 28, 2320 Schwechat, 
Austria-
4 Magna Steyr, Fahrzeugtechnik AG & Co KG, Liebenauer Hauptstraße 317, 
8041 Graz, Austria-
5 Universität Linz, Zentrum für Oberflächen- und Nanoanalytik, 
Altenbergerstr. 69, 4040 Linz, Austria-
6 Universität Wien, Fakultät für Physik, Boltzmanngasse 5, 1090 Wien, 
Austria

Das Speichern von elektrischer Energie in stationären (zB. Photovoltaik, 
Tankstelle) als auch mobilen Anwendungen ist eine ungelöste 
Herausforderung. Eine Speicherung in Form von H2 als Metallhydrid hat 
viele Vorteile gegenüber Akkus, jedoch ist die Technologie 
verbesserungsfähig: Daher untersucht das Projekt "H2Desorb"
- die Erhöhung von Speicherdichte und Kinetik (schnelles Be/Entladen) 
durch Nanostrukturierung, gezielten Einbau von Versetzungen und 
Optimierung von Korngrößen von Magnesiumpellets und -drähten.
- Steuerung von Ab- und Aufnahme von H2 mittels selektiver Ansteuerung 
nano/mikrostrukturierte Bereiche und Reduktion der Desorptionstemperatur.
- Thermodynamische Betrachtungen zur Nutzung der sonst ungenützt 
freiwerdenden Adsorptionswärme bei der Metallhydrierung.

*Superconducting Magnetic Energy Storage*
Bartlomiej A. Glowacki, University of Cambridge , Pembroke Street, 99 
Cambridge CB2 3QZ, United Kingdom

Superconducting Magnetic Energy Storage systems can store energy in a 
superconducting coil that has been cryogenically cooled to a temperature 
well below its superconducting critical temperature. Despite the fact 
that superconducting DC current is in the heart of the SMES device 
concept, an AC losses occurring during energy charge and discharge in 
the superconducting conductor are sources of energy dissipation and 
system instability. The refrigeration requirements for NbTi, MgB2 and 
YBa2Cu3O7 superconductor-based SMES coils operating at temperatures of 
4.2 K, 20 K and 77 K respectively will be presented and also projected 
link to hydrogen-based economy will be discussed.

*Die Lithium-Ionen Batterie -- von der Knopfzelle zur Traktionsbatterie*
Michael Sternad, Graz University of Technology, Stremayrgasse 9, 8010 
Graz, Austria

Die Speicherung großer Energiemengen auf möglichst kleinem Raum spielt 
in unserem täglichen Leben eine immer bedeutendere Rolle. Ob 
Smartphones, die nicht nur einfache Telefone, sondern auch digitaler 
Fotoapparate, Web- und E-Mail Terminals, GPS-Navigationsgeräte und 
Taschenlampen in einem Gerät vereinen, leichtgewichtige 
Akkubohrmaschinen, Laptops mit mehr als 10 h Laufzeit, Camcorder, 
neuartige Elektro- oder Hybridfahrzeuge, leise Unterseeboote oder 
kommerzielle Verkehrsflugzeuge -- all diese Anwendungen gründen auf der 
Leistungsfähigkeit von Energiespeichersystemen mit Li als Ladungsträger. 
Der Vortrag gibt einen Einblick in die historische Entwicklung, die 
Funktionsweise und die praktischen Anwendungen von Lithium-Ionen 
Batterien. Dabei wird insbesondere ein Blick in die vielversprechende 
Zukunft dieser Technologie geworfen.

Eintritt frei!

Mit freundlichen Grüßen

Norbert Pillmayr


Dr. Norbert Pillmayr

Vorsitzender Arbeitskreis Energie

? Österreichische Physikalische Gesellschaft

c/o KELAG-Kärntner

Elektrizitäts-Aktiengesellschaft

Abteilung Informationsverarbeitung

9020 Klagenfurt am Wörthersee, Arnulfplatz 2, Österreich

T  +43 (0)463 525-1420

F  +43 (0)463 525-1679

E norbert.pillmayr at kelag.at <mailto:norbert.pillmayr at kelag.at>

http://www.ak-energie.at/


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