DE19618874A1 - Verfahren zur Fortleitung, Speicherung und Verteilung von Energie - Google Patents

Description

Die vorliegende Anmeldung beschreibt ein neues Verfahren zur Fortleitung, Speicherung und Verteilung von Energie.

Es beruht darauf, daß ein Hochspannungskabel parallel zu einer Wasserstoff-Pipeline verlegt wird. Die Stromerzeugung erfolgt nach bekannten Methoden z. B. Steinkohlestrom, Braunkohlestrom, Atomkernstrom, Photovoltaic, Wasserstrom, Windstrom, Strom aus Erdgas, Strom aus Erdöl. Bevorzugt wird die Fortleitung als Gleichstrom.

Die Wasserstofferzeugung erfolgt ebenfalls nach bekannten Methoden z. B. durch Elektrolyse, auch als Nebenprodukt eines chemischen Verfahrens z. B. Chloralkali-Elektrolyse, Steamcracker; oder aus Methan (Erdgas).

Die Trassen für Kabel und Pipeline können frei nach Zweckmäßigkeit gewählt werden, vorteilhaft ist als Beispiel, die Wasserstoff-Pipeline parallel zu einer bestehenden Überland-Hochspannungsleitung zu verlegen. Wenn das Hochspannungskabel mit eingebracht wird, kann später die Hochspannungs-Freileitung abgebaut werden.

Wasserstoff-Pipeline im Sinne der Erfindung kann sein eine Hochdruckleitung für Wasserstoff z. B. 200 Bar. Es kann aber ebenso eine thermisch isolierte Leitung für Flüssigwasserstoff sein.

Als besondere Ausführungsform wird erwähnt: Ein Leiter aus ultraleitenden Material wird durch einen Mantel aus Flüssigwasserstoff (Liquid Hydrogen) gekühlt. Dabei können im Ultraleiter enorme Strommengen transportiert werden. Gleichzeit erfolgt ein Transfer des Wasserstoffs.

Wesentliches Merkmal der vorliegenden Erfindung sind die im Abstand von 20 bis 200 km vorzusehenden sogenannten Stützwerke.

Das sind Anlagen, in denen aus elektrischem Strom Wasserstoff erzeugt wird bzw. Aus Wasserstoff elektrischer Strom. Die Wasserstofferzeugung aus Strom ist z. B. durch Elektrolyse vorteilhaft. Solche Anlagen sind im technischen Rahmen verfügbar. Hinzu kommt eine Verdichtung des Wasserstoffs, um Hochdruckwasserstoff bzw. Liquidwasserstoff zu erhalten. Dies geht alles nach bekannter Technologie.

In dieser Stufe ist Energiespeicherung möglich und erforderlich, da die Stromabnahme täglich, wöchentlich, jahreszeitlich schwankt. Die Speicherung des Wasserstoffs erfolgt entweder in Hochdruckbehältern oder in Liquidwasserstoff-Tanks. Dies alles ist Stand der Technik.

Zu einem sogenannten Stützwerk gehört im Sinne der Erfindung noch eine Anlage zur Erzeugung von elektrischem Strom aus Wasserstoff. Damit werden die Spitzenverbräuche der jeweiligen Region abgedeckt. Das kann ein Thermisches Blockkraftwerk sein. Denkbar ist aber auch eine Brennelement-Plantage. Diesbezüglich wird auf Bekanntes verwiesen.

Eine Ausführungsform der Erfindung ist, eine Strom-Wasserstoff-Trasse an Siedlungen oder Großstadtvorstädte zu legen. Und dort im Baubereich die Stützwerke Wasserstoff/Strom und Strom/Wasserstoff zu errichten. Anstelle von Erdgas würden die Anlieger mit Wasserstoff heizen und ihr Stromverbrauch würde wie üblich versorgt werden, auf Höchstabnahme gepuffert.

Das Verfahren hat folgende Vorteile:
Es ist extrem umweltfreundlich.
Es vermeidet überirdische, elektrische Hoch- und Mittelspannungsleitungen, die erstens die Landschaft verunzieren und zweitens wegen ihrer starken elektromagnetischen Wechselfelder gesundheitsschädlich sein sollen. Es können bei den Leitungen bezogen auf die elektrische Energie bei gleicher Fortleitungsmenge kleinere Querschnitte gewählt werden. Es können, bezogen auf die Kapazität der Wasserstoffleitung kleinere Abmessungen bei gleicher Fortleitungs­ leistung gewählt werden. Schwankende Belastungen bei der Verteilung des elektrischen Stroms werden ausgeglichen. Schwankende Belastungen bei der Abgabe des Wasserstoffs werden gleichfalls kompensiert.

Die Stromleitungen und die Gasleitungen können auf der gleichen Trasse ohne Eingriff in das Landschaftsbild geführt werden, müssen aber nicht. Für die Fortleitung der elektrischen Energie kann wahlweise Wechsel- oder Gleichstromhochspannung gewählt werden.

Die Fortleitung der Strom-Wasserstoff-Energie ist über Land auch denkbar und im Sinne der Erfindung, wenn zwischen den Stützwerken z. B. ein Hochspannung(Gleichstrom-)Kabel liegt und der Wasserstoff in Form von Liquid-Wasserstoff-Tankwagen transportiert wird.

Bei Fortleitung über See kommt ein Hochspannungskabel für Gleichstrom (bis zu 800 kV) mit einem Leiter in Betracht. Der Rückstrom fließt dann durch das salzhaltige Meerwasser. Der (flüssige) Wasserstoff wird mit Tankschiffen befördert.

Claims (1)

1. Verfahren zur Fortleitung, Speicherung und Verteilung von Energie, dadurch gekennzeichnet, daß ein Hochspannungserdkabel parallel zu einer Wasserstoff-Pipeline verlegt wird, in geeigneten Abständen werden diese beiden Stränge verbunden durch "Stützwerke" bestehend aus je einer Anlage zur Herstellung von Wasserstoff aus Strom und einer Anlage zur Herstellung von Strom aus Wasserstoff.