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Erneuerbare und konventionelle Stromerzeugung

<p> <p>Dem stetig wachsenden Anteil erneuerbarer Energien an der Bruttostromerzeugung steht ein Rückgang der konventionellen Stromerzeugung gegenüber. Erneuerbare Energien wie Wind, Sonne und Biomasse sind zusammen inzwischen die wichtigsten Energieträger im Strommix und sorgen für sinkende Emissionen.</p> </p><p>Dem stetig wachsenden Anteil erneuerbarer Energien an der Bruttostromerzeugung steht ein Rückgang der konventionellen Stromerzeugung gegenüber. Erneuerbare Energien wie Wind, Sonne und Biomasse sind zusammen inzwischen die wichtigsten Energieträger im Strommix und sorgen für sinkende Emissionen.</p><p> Zeitliche Entwicklung der Bruttostromerzeugung <p>Die insgesamt produzierte Strommenge wird als <em><a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bruttostromerzeugung">Bruttostromerzeugung</a></em> bezeichnet. Sie wird an der Generatorklemme vor der Einspeisung in das Stromnetz gemessen. Zieht man von diesem Wert den Eigenverbrauch der Kraftwerke ab, erhält man die <em>Nettostromerzeugung</em>.</p> <ul> <li>In den Jahren 1990 bis 1993 nahm die Bruttostromerzeugung ab, da nach der deutschen Wiedervereinigung zahlreiche, meist veraltete Industrie- und Kraftwerksanlagen in den neuen Bundesländern stillgelegt wurden.</li> <li>Seit 1993 stieg die Stromerzeugung aufgrund des wachsenden Bedarfs wieder an. In der Spitze lag der deutsche <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bruttostromverbrauch">Bruttostromverbrauch</a> im Jahr 2007 bei 625 Terawattstunden (Milliarden Kilowattstunden). Gegenüber diesem Stand ist der Verbrauch bis heute wieder deutlich gesunken.</li> <li>Im Jahr 2009 gab es einen stärkeren Rückgang in der Stromerzeugung. Ursache dafür war der stärkste konjunkturelle Einbruch der Nachkriegszeit und die folgende geringere wirtschaftliche Leistung (siehe Abb. „Bruttostromerzeugung und Bruttostromverbrauch“).</li> <li>Seit 2017 nimmt die inländische Stromerzeugung ab. Gründe dafür sind ein rückläufiger Stromverbrauch, die Außerbetriebnahme von konventionellen Kraftwerken und mehr Stromimporte.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/2_abb_bruttostromerzeugung-verbrauch_2025-12-18.png"> </a> <strong> Bruttostromerzeugung und Bruttostromverbrauch </strong> Quelle: Umweltbundesamt auf Basis Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/2_abb_bruttostromerzeugung-verbrauch_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF (65,32 kB)</a></li> </ul> </p><p> Entwicklung des Stromhandelssaldos <p>Importe und Exporte im europäischen Stromverbund gleichen Differenzen zwischen Stromnachfrage und -Stromangebot in den einzelnen Ländern effizient aus. Die Abbildung „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bruttostromerzeugung">Bruttostromerzeugung</a> und <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bruttostromverbrauch">Bruttostromverbrauch</a>“ zeigt, dass die Bruttostromerzeugung in den Jahren 2003 bis 2022 stets größer war als der Verbrauch. Entsprechend wies Deutschland in diesem Zeitraum beim Stromaußenhandel einen Exportüberschuss auf (siehe Abbildung „Stromimport, Stromexport und Stromhandelssaldo“). Im Jahr 2017 erreichte der Überschuss mit 52,5 <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/twh">TWh</a> einen Höchststand, damals wurden 8 Prozent der Stromerzeugung exportiert. In den folgenden Jahren ging der Netto-Export zurück. Seit dem Jahr 2023 ist Deutschland wieder Nettoimporteur - mit einem Nettoimport von etwa 26 TWh wurden im Jahr 2024 knapp 5 Prozent des inländischen Stromverbrauchs gedeckt. Der Netto-Stromimport ist Ergebnis des europäischen Strombinnenmarktes, der es im Rahmen der vorhandenen Interkonnektor-Kapazitäten erlaubt, einen grenzüberschreitenden Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch herzustellen und insofern nationale Schwankungen abzufedern. Die inländische Erzeugung hätte in bestimmten Bedarfsfällen zu höheren Kosten geführt als der Import von Strom aus unseren Nachbarländern (siehe Abb. „Stromimport, Stromexport und Stromhandelssaldo“).</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/3_abb_stromimport-export-saldo_2025-12-18.png"> </a> <strong> Stromimport, Stromexport, Stromhandelssaldo </strong> Quelle: Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/3_abb_stromimport-export-saldo_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF (66,40 kB)</a></li> </ul> </p><p> Bruttostromerzeugung aus nicht erneuerbaren Energieträgern <p>Die Struktur der <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bruttostromerzeugung">Bruttostromerzeugung</a> hat sich seit 1990 deutlich geändert (siehe Abb. „Bruttostromerzeugung nach Energieträgern“). Im Folgenden werden die nicht-erneuerbaren Energieträger kurz dargestellt. Erneuerbare Energieträger werden im darauffolgenden Abschnitt näher erläutert.</p> <ul> <li>Der Anteil der Energieträger <em>Braunkohle</em>, <em>Steinkohle</em> und <em>Kernenergie</em> an der Bruttostromerzeugung hat stark abgenommen. 2024 hatten die drei Energieträger zusammen nur noch einen Anteil von 21 %. Im Jahr 2000 waren es noch 80 %. Die Kosten für CO2-Emissionszertifikate machen den Betrieb von Kohlekraftwerken zunehmend unwirtschaftlicher.</li> <li>Der Einsatz von <em>Steinkohle</em> zur Stromerzeugung ist gegenüber früheren Jahren deutlich zurückgegangen. Im Jahr 2024 trugen Steinkohlekraftwerke noch etwa 5 % zur gesamten Bruttostromerzeugung bei, im Jahr 2000 waren es noch 25 %.</li> <li>Auch die Stromerzeugung aus <em>Braunkohle</em> verringerte sich in den letzten Jahren deutlich. 2024 lag die Stromerzeugung aus Braunkohle auf dem niedrigsten Wert seit 1990. Mit nur mehr 79 <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/twh">TWh</a> halbierte sich die Stromerzeugung aus Braunkohle innerhalb der letzten 10 Jahre. Ihr Anteil an der Bruttostromerzeugung lag 2024 bei 16 %.</li> <li>Die deutliche Abnahme der <em>Kernenergie</em> seit 2001 erfolgte auf der Grundlage des Ausstiegsbeschlusses aus der Kernenergie gemäß Atomgesetz (AtG) in den Fassungen von 2002, 2011 und 2022. Die Stromerzeugung aus Kernenergie betrug 2023 nur noch einen Bruchteil der Erzeugung von Anfang der 2000er Jahre. Im Frühjahr 2023 wurde die Stromerzeugung aus Kernkraft gemäß AtG vollständig eingestellt.</li> <li>Der Anteil von <em>Mineralöl</em> an der Stromerzeugung hat sich nur wenig geändert und bleibt marginal. Er schwankt seit 1990 zwischen 1 % und 2 % der gesamten Stromerzeugung.</li> <li>Die Stromerzeugung auf Basis von <em>Erdgas</em> lag 2024 höher als im Jahr 2000, insbesondere durch den Zubau neuer Gaskraftwerke mit Kraft-Wärme-Kopplung. Der Höhepunkt der Erzeugung wurde im Jahr 2020 erreicht (95 TWh). Seitdem ist die Erzeugung auf Basis von Erdgas wieder gefallen. Ein Grund waren insbesondere auch die in Folge des russischen Angriffskrieges in der Ukraine stark gestiegenen Gaspreise und der voranschreitende Ausbau erneuerbarer Energien.</li> </ul> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/4_abb_bruttostromerzeugung-et_2025-12-18.png"> </a> <strong> Bruttostromerzeugung nach Energieträgern </strong> Quelle: Umweltbundesamt auf Basis Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen Downloads: <ul> <li><a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/4_abb_bruttostromerzeugung-et_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF (46,88 kB)</a></li> </ul> </p><p> Bruttostromerzeugung auf Basis von erneuerbaren Energieträgern <p>Der Strommenge, die auf Basis <em>erneuerbarer Energien</em> (Windenergie, Photovoltaik, Wasserkraft, <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/biomasse">Biomasse</a>, biogener Anteil des Abfalls, Geothermie) erzeugt wurde, hat sich in den letzten Jahrzehnten vervielfacht. Im Jahr 2023 machte grüner Strom erstmals mehr als 50 % der insgesamt erzeugten und verbrauchten Strommenge aus. Diese Entwicklung setzte sich auch im Jahr 2024 fort. Der Anteil erneuerbaren Stroms am <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bruttostromverbrauch">Bruttostromverbrauch</a> lag im Jahr 2024 bei 54,1 %.</p> <p>Angestoßen wurde das Wachstum der erneuerbaren Energien maßgeblich durch die Einführung des Erneuerbare-Energien-Gesetzes (EEG) im Jahr 2000 (siehe Abb. „Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im Jahr 2024“). Das EEG hat ganz wesentlich zum Rückgang der fossilen Stromerzeugung und dem damit verbundenen Ausstoß von Treibhausgasen beigetragen (vgl. Artikel „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/erneuerbare-energien-vermiedene-treibhausgase">Erneuerbare Energien – Vermiedene Treibhausgase</a>“).</p> <p>Die verschiedenen <em>erneuerbaren Energieträger</em> tragen dabei unterschiedlich zum Anstieg der Erneuerbaren Strommenge bei.</p> <ul> <li>Die Stromerzeugung aus <em>Wasserkraft</em> war bis etwa zum Jahr 2000 für den größten Anteil der erneuerbaren Stromproduktion verantwortlich. Danach wurde sie von <em>Photovoltaik</em>-, <em>Windkraft</em>- und <em>Biomasseanlagen</em> deutlich überholt. Im Jahr 2024 wurden auf Basis der Wasserkraft noch etwa 8 % des erneuerbaren Stroms erzeugt – und ca. 4 % der insgesamt erzeugten Strommenge.</li> <li>In den letzten Jahren stieg die Bedeutung der <em>Windenergie</em> am schnellsten: Im Jahr 2024 wurde knapp die Hälfte (49 %) des erneuerbaren Stroms und etwa 28 % des insgesamt in Deutschland erzeugten Stroms durch Windenergieanlagen an Land und auf See bereitgestellt (siehe Abb. „Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien“).</li> <li>Bemerkenswert ist zudem die Entwicklung der Stromerzeugung aus <em>Photovoltaik</em>, die im Jahr 2024 26 % des erneuerbaren Stroms beisteuerte und inzwischen 15 % der gesamten <a href="https://www.umweltbundesamt.de/service/glossar/bruttostromerzeugung">Bruttostromerzeugung</a> ausmacht.</li> </ul> <p>Ausführlicher werden die verschiedenen erneuerbaren Energieträger im Artikel „<a href="https://www.umweltbundesamt.de/node/10321">Erneuerbare Energien in Zahlen</a>“ beschrieben.</p> <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_abb_stromerzeugung-ee-jahr-2024_2025-12-18.png"> </a> <strong> Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien im Jahr 2024 </strong> Quelle: Umweltbundesamt auf Basis AGEE-Stat <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/5_abb_stromerzeugung-ee-jahr-2024_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (173,66 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/5_abb_stromerzeugung-ee-jahr-2024_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF</a> (50,44 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/6_abb_stromerzeugung-ee_2025-12-18.png"> </a> <strong> Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien </strong> Quelle: Umweltbundesamt auf Basis AGEE-Stat <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/6_abb_stromerzeugung-ee_2025-12-18.png">Bild herunterladen</a> (113,61 kB) <a href="https://www.umweltbundesamt.de/system/files/medien/384/bilder/dateien/6_abb_stromerzeugung-ee_2025-12-18.pdf">Diagramm als PDF</a> (46,68 kB) Weiter <i> </i> Vorherige <i> </i> </p><p> </p><p>Informationen für...</p>

Drohen in Rheinland-Pfalz im bundesweiten Vergleich höhere Strompreise wegen verfehlter Energiewende?

Planungen zur Angleichung der Netzentgelte, Süd-Nord-Gefälle bei Strompreisen, Auswirkung der Planungen auf Stromkosten, Stand der Verhandlungen, Reform der Netzentgelte; Berichterstattung der Landesregierung im Ausschuss für Klima, Energie und Mobilität

Bemessung des Bedarfs an Haushaltsenergie in Haushalten der Grundsicherung und Sozialhilfe

Belastung von Haushalten der Grundsicherung und Sozialhilfe durch hohe Stromkosten, Gefahr der Überschuldung Stromsperre und Wohnungsverlust; Berichterstattung der Landesregierung im Sozialpolitischen Ausschuss

Validierung einer Gründungsverstärkung für das Repowering von Offshore-Windenergieanlagen

Offshore-Windenergieanlagen (OWEA) wurden und werden kontinuierlich weiterentwickelt. Bereits vorhandene OWEA in der Deutschen Bucht entsprechen in dieser Hinsicht nicht mehr dem Stand der Technik. Hier bietet sich für den Betreiber die Möglichkeit des Repowerings und damit die Option, mehr Strom pro Anlage zu geringeren Kosten (OPEX) zu produzieren. Durch das Repowering steigt die Energieeffizienz schneller an als beim konservativen Ansatz (Betrieb der Altanlagen bis zum Lebensdauerende, Abriss und Neubau): Neben der Möglichkeit, vorzeitig auf größere und im Betrieb kostengünstigere, wenigere Anlagen umzusteigen, reduziert sich die Stillstandzeit des Parks, die aus durch Abschalten des alten Windparks bis zur Inbetriebnahme des Nachfolgers entsteht, deutlich. Da vorhandene Fundamente nicht ausreichend tragfähig für die Lasten einer größeren Windturbine sind, sollen diese für das Repowering verstärkt werden. Das Fraunhofer IWES (FhG-IWES) hat in Eigenforschung und im BMWK-Forschungsvorhaben InGROW eine Möglichkeit zur nachträglichen Erhöhung der Tragfähigkeit von bestehenden Monopiles für das Offshore-Repowering entwickelt und patentiert. Das Konzept des FhG-IWES; das als 'InGROW-Gründungskonzept' bezeichnet wird, soll die Schaffung einer hybriden, standsicheren Gründung für das Repowering mit Erhöhung der Turbinenleistung ermöglichen. Mit dem hier beantragten Vorhaben soll dieses Verfahren weiter entwickelt werden mit dem Ziel, die technische und wirtschaftliche Umsetzbarkeit des Konzepts zu validieren und den zugehörigen Technologischen Reifegrad (TRL) auf 5 zu erhöhen. Die Validierung des InGROW-Gründungskonzepts erfolgt durch die Umsetzung eines großmaßstäblichen Demonstrators zum Nachweis der Herstellbarkeit und Funktionsweise sowie durch die Prüfung der Wirtschaftlichkeit, Nachhaltigkeit sowie Genehmigungsfähigkeit des Konzepts. Damit werden die notwendigen Voraussetzungen für den künftigen Eintritt in die Anwendungsphase geschaffen.

Entwicklung offenporiger monolithischer Perowskitstrukturen als hybride thermische Speicher, Teilvorhaben: Keramikherstellung mittels 3D-Druck und Charakterisierung

Regelbare Kraftwerke, welche Strom je nach Bedarf liefern können, indem sie ihre Leistung anpassen und kurzfristig ein- und ausgeschaltet werden können, gewinnen im Kontext der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Bei der direkten Stromgewinnung, z.B. mittels Photovoltaik oder Windkraft, muss die gewonnene elektrische Energie sofort in das Netz eingespeist werden, oder in großen Batteriespeichersystem gespeichert werden. Dafür benötigte Speichersysteme mit langfristiger Betriebszuverlässigkeit und wettbewerbsfähigen Kosten sind noch nicht kommerziell verfügbar. Wärme kann hingegen zu wesentlich geringeren Kosten als Strom gespeichert und bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt werden. So kann aus überschüssigem Strom erzeugte Wärme in großem Umfang und über lange Zeiträume gespeichert werden, aber auch einem CSP (Concentrated Solar Power)-Kraftwerk die notwendige Flexibilität verleihen, Wärme und Strom dann zu liefern, wenn eine große Nachfrage besteht. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für die weitere kommerzielle Nutzung von CSP. Durch leistungsfähige Wärmespeicher kann der Stromgewinnungsprozess weitestgehend von der Wärmegewinnung entkoppelt werden und so das Potential der Regelbarkeit und Flexibilität optimal genutzt werden. Kommerziell verfügbar sind im Bereich von Temperaturen über 700°C aktuell lediglich Wärmespeichersysteme, welche auf dem Prinzip der sensiblen, also nicht reaktiven, Wärmespeicherung basieren. Ein Einsatz von redoxaktiven Materialien birgt das Potential, die Speicherkapazität und Effizienz von Wärmespeichersystem bedeutend zu steigern. Bei der zyklischen Reduktion und Oxidation solcher redoxaktiver Materialien kann zusätzliche Wärme gespeichert (Reduktion) und wieder entnommen werden (Oxidation). Im Projekt Porotherm-Solar werden Speichermodule aus redoxaktivem Perowskit entwickelt und unter Realbedingungen in einem Demonstrator erprobt.

Entwicklung und Aufbau eines intelligenten Energiemanagementsystems für eine flexibilisierte und bedarfsgerechte Faulgasnutzung, Teilvorhaben: Entwicklung einer offenen Software-Architektur zur Integration verschiedener Funktionsmodule

Das Vorhabenziel ist die Entwicklung, Implementierung und Optimierung eines intelligenten Energiemanagementsystems und eine Validierung an der Kläranlage Bad Wörishofen. Dabei wird eine generische Systemarchitektur geschaffen, die Entscheidungsunterstützung durch Simulationen und mathematische Optimierung bietet, welche sich leicht auf andere Kläranlagen übertragen lassen soll. Hierzu werden die Systemmodule definiert und der Datenfluss festgelegt, um Kläranlagenbetreiber bei Entscheidungen im Anlagen- und Energiemanagement zu unterstützen. Technische und regulatorische Anforderungen werden berücksichtigt, ebenso wie Aspekte der Cyber-Sicherheit. Für die Integration in die Betriebsprozesse werden Datenformate und Schnittstellen definiert und die Anbindung an das Prozessleitsystem vorbereitet. Ein benutzerfreundliches Bedienkonzept erhöht die Akzeptanz. Im Rahmen der technischen Umsetzung wird ein Optimierungsverfahren für intelligentes Lastmanagement entwickelt, das den Energieverbrauch durch zeitliche Glättung von Spitzenlasten optimiert. Hierbei werden prognostizierter Verbrauch, Energieerzeugung und variable Stromtarife einbezogen, um die Eigenenergieerzeugung zu maximieren und Stromkosten zu reduzieren. Flexible Prozesse wie der Betrieb von Zentrifugen werden integriert, um die Energieeffizienz weiter zu steigern. Externe Datenquellen, etwa Wetter-, Prozess- und Kanalnetz-Daten, werden über einheitliche Schnittstellen angebunden und für Prognosen nutzbar gemacht. Im Testbetrieb wird das iEEMS an die spezifischen Bedingungen der Kläranlage angepasst und unter realen Betriebsbedingungen evaluiert. Handlungsempfehlungen werden durch Fachkräfte geprüft und umgesetzt. Die Mensch-Technik-Interaktion sowie die in vorherigen Arbeitspaketen definierten Leistungskennzahlen (KPIs) werden bewertet, um das System weiter zu optimieren. Der ganzheitliche Ansatz ermöglicht eine nachhaltige Steigerung der Energieeffizienz und Wirtschaftlichkeit der Kläranlage

Entwicklung offenporiger monolithischer Perowskitstrukturen als hybride thermische Speicher, Teilvorhaben: Synthese und Validierung leistungsfähiger Perowskitmaterialien und Erprobung von Test-strukturen im Demonstrator

Regelbare Kraftwerke, welche Strom je nach Bedarf liefern können, indem sie ihre Leistung anpassen und kurzfristig ein- und ausgeschaltet werden können, gewinnen im Kontext der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Bei der direkten Stromgewinnung, z.B. mittels Photovoltaik oder Windkraft, muss die gewonnene elektrische Energie sofort in das Netz eingespeist werden, oder in großen Batteriespeichersystem gespeichert werden. Dafür benötigte Speichersysteme mit langfristiger Betriebszuverlässigkeit und wettbewerbsfähigen Kosten sind noch nicht kommerziell verfügbar. Wärme kann hingegen zu wesentlich geringeren Kosten als Strom gespeichert und bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt werden. So kann aus überschüssigem Strom erzeugte Wärme in großem Umfang und über lange Zeiträume gespeichert werden, aber auch einem CSP (Concentrated Solar Power)-Kraftwerk die notwendige Flexibilität verleihen, Wärme und Strom dann zu liefern, wenn eine große Nachfrage besteht. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für die weitere kommerzielle Nutzung von CSP. Durch leistungsfähige Wärmespeicher kann der Stromgewinnungsprozess weitestgehend von der Wärmegewinnung entkoppelt werden und so das Potential der Regelbarkeit und Flexibilität optimal genutzt werden. Kommerziell verfügbar sind im Bereich von Temperaturen über 700°C aktuell lediglich Wärmespeichersysteme, welche auf dem Prinzip der sensiblen, also nicht reaktiven, Wärmespeicherung basieren. Ein Einsatz von redoxaktiven Materialien birgt das Potential, die Speicherkapazität und Effizienz von Wärmespeichersystem bedeutend zu steigern. Bei der zyklischen Reduktion und Oxidation solcher redoxaktiver Materialien kann zusätzliche Wärme gespeichert (Reduktion) und wieder entnommen werden (Oxidation). Im Projekt Porotherm-Solar werden Speichermodule aus redoxaktivem Perowskit entwickelt und unter Realbedingungen in einem Demonstrator erprobt.

Entwicklung offenporiger monolithischer Perowskitstrukturen als hybride thermische Speicher, Teilvorhaben: Herstellung und Charakterisierung modularer Strukturen mittels Extrusion

Regelbare Kraftwerke, welche Strom je nach Bedarf liefern können, indem sie ihre Leistung anpassen und kurzfristig ein- und ausgeschaltet werden können, gewinnen im Kontext der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Bei der direkten Stromgewinnung, z.B. mittels Photovoltaik oder Windkraft, muss die gewonnene elektrische Energie sofort in das Netz eingespeist werden, oder in großen Batteriespeichersystem gespeichert werden. Dafür benötigte Speichersysteme mit langfristiger Betriebszuverlässigkeit und wettbewerbsfähigen Kosten sind noch nicht kommerziell verfügbar. Wärme kann hingegen zu wesentlich geringeren Kosten als Strom gespeichert und bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt werden. So kann aus überschüssigem Strom erzeugte Wärme in großem Umfang und über lange Zeiträume gespeichert werden, aber auch einem CSP (Concentrated Solar Power)-Kraftwerk die notwendige Flexibilität verleihen, Wärme und Strom dann zu liefern, wenn eine große Nachfrage besteht. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für die weitere kommerzielle Nutzung von CSP. Durch leistungsfähige Wärmespeicher kann der Stromgewinnungsprozess weitestgehend von der Wärmegewinnung entkoppelt werden und so das Potential der Regelbarkeit und Flexibilität optimal genutzt werden. Kommerziell verfügbar sind im Bereich von Temperaturen über 700°C aktuell lediglich Wärmespeichersysteme, welche auf dem Prinzip der sensiblen, also nicht reaktiven, Wärmespeicherung basieren. Ein Einsatz von redoxaktiven Materialien birgt das Potential, die Speicherkapazität und Effizienz von Wärmespeichersystem bedeutend zu steigern. Bei der zyklischen Reduktion und Oxidation solcher redoxaktiver Materialien kann zusätzliche Wärme gespeichert (Reduktion) und wieder entnommen werden (Oxidation). Im Projekt Porotherm-Solar werden Speichermodule aus redoxaktivem Perowskit entwickelt und unter Realbedingungen in einem Demonstrator erprobt.

Entwicklung offenporiger monolithischer Perowskitstrukturen als hybride thermische Speicher, Teilvorhaben: Identifikation von Perowskitmaterialien für die Anwendung in thermischen Speichern durch Datenanalyse und Entwicklung geeigneter Algorithmen

Regelbare Kraftwerke, welche Strom je nach Bedarf liefern können, indem sie ihre Leistung anpassen und kurzfristig ein- und ausgeschaltet werden können, gewinnen im Kontext der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Bei der direkten Stromgewinnung, z.B. mittels Photovoltaik oder Windkraft, muss die gewonnene elektrische Energie sofort in das Netz eingespeist werden, oder in großen Batteriespeichersystem gespeichert werden. Dafür benötigte Speichersysteme mit langfristiger Betriebszuverlässigkeit und wettbewerbsfähigen Kosten sind noch nicht kommerziell verfügbar. Wärme kann hingegen zu wesentlich geringeren Kosten als Strom gespeichert und bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt werden. So kann aus überschüssigem Strom erzeugte Wärme in großem Umfang und über lange Zeiträume gespeichert werden, aber auch einem CSP (Concentrated Solar Power)-Kraftwerk die notwendige Flexibilität verleihen, Wärme und Strom dann zu liefern, wenn eine große Nachfrage besteht. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für die weitere kommerzielle Nutzung von CSP. Durch leistungsfähige Wärmespeicher kann der Stromgewinnungsprozess weitestgehend von der Wärmegewinnung entkoppelt werden und so das Potential der Regelbarkeit und Flexibilität optimal genutzt werden. Kommerziell verfügbar sind im Bereich von Temperaturen über 700°C aktuell lediglich Wärmespeichersysteme, welche auf dem Prinzip der sensiblen, also nicht reaktiven, Wärmespeicherung basieren. Ein Einsatz von redoxaktiven Materialien birgt das Potential, die Speicherkapazität und Effizienz von Wärmespeichersystem bedeutend zu steigern. Bei der zyklischen Reduktion und Oxidation solcher redoxaktiver Materialien kann zusätzliche Wärme gespeichert (Reduktion) und wieder entnommen werden (Oxidation). Im Projekt Porotherm-Solar werden Speichermodule aus redoxaktivem Perowskit entwickelt und unter Realbedingungen in einem Demonstrator erprobt.

Entwicklung offenporiger monolithischer Perowskitstrukturen als hybride thermische Speicher

Regelbare Kraftwerke, welche Strom je nach Bedarf liefern können, indem sie ihre Leistung anpassen und kurzfristig ein- und ausgeschaltet werden können, gewinnen im Kontext der Energiewende zunehmend an Bedeutung. Bei der direkten Stromgewinnung, z.B. mittels Photovoltaik oder Windkraft, muss die gewonnene elektrische Energie sofort in das Netz eingespeist werden, oder in großen Batteriespeichersystem gespeichert werden. Dafür benötigte Speichersysteme mit langfristiger Betriebszuverlässigkeit und wettbewerbsfähigen Kosten sind noch nicht kommerziell verfügbar. Wärme kann hingegen zu wesentlich geringeren Kosten als Strom gespeichert und bei Bedarf zur Stromerzeugung genutzt werden. So kann aus überschüssigem Strom erzeugte Wärme in großem Umfang und über lange Zeiträume gespeichert werden, aber auch einem CSP (Concentrated Solar Power)-Kraftwerk die notwendige Flexibilität verleihen, Wärme und Strom dann zu liefern, wenn eine große Nachfrage besteht. Dies ist eine unabdingbare Voraussetzung für die weitere kommerzielle Nutzung von CSP. Durch leistungsfähige Wärmespeicher kann der Stromgewinnungsprozess weitestgehend von der Wärmegewinnung entkoppelt werden und so das Potential der Regelbarkeit und Flexibilität optimal genutzt werden. Kommerziell verfügbar sind im Bereich von Temperaturen über 700°C aktuell lediglich Wärmespeichersysteme, welche auf dem Prinzip der sensiblen, also nicht reaktiven, Wärmespeicherung basieren. Ein Einsatz von redoxaktiven Materialien birgt das Potential, die Speicherkapazität und Effizienz von Wärmespeichersystem bedeutend zu steigern. Bei der zyklischen Reduktion und Oxidation solcher redoxaktiver Materialien kann zusätzliche Wärme gespeichert (Reduktion) und wieder entnommen werden (Oxidation). Im Projekt Porotherm-Solar werden Speichermodule aus redoxaktivem Perowskit entwickelt und unter Realbedingungen in einem Demonstrator erprobt.

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