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Eisenpulver könnte Europas Energiesystem jährlich Milliarden sparen
Strom aus dem Sommer für den Winter: Eisenpulver könnte erneuerbare Energie über Monate speichern und in umgebauten Kohlekraftwerken wieder nutzbar machen. Eine neue Modellrechnung beziffert die möglichen Einsparungen in großen Teilen Europas auf 15 bis 18 Milliarden Euro pro Jahr. Allerdings beruht das Ergebnis auf technischen und wirtschaftlichen Annahmen, die sich erst bewähren müssen.
Köln (Deutschland). Wenn an dunklen Wintertagen wenig Wind weht, fehlt Strom aus zwei zentralen Quellen der Energiewende. Batterien können kurzfristige Schwankungen ausgleichen, doch große Energiemengen über Monate zu speichern ist eine andere Aufgabe.
Eine mögliche Lösung steckt in gewöhnlichem Eisenpulver. Überschüssiger Strom kann über die Herstellung von Wasserstoff genutzt werden, um Eisenoxid wieder in metallisches Eisen umzuwandeln, das sich lagern und später in einem Kraftwerk verbrennen lässt. Dabei entsteht Wärme und erneut Eisenoxid, das für den nächsten Zyklus gesammelt werden muss.
Das Energiewirtschaftliche Institut an der Universität zu Köln (EWI) hat mit seinem Energiesystemmodell HYEBRID untersucht, ob sich ein solcher Kreislauf langfristig rechnen könnte. Dafür verglich es in einem Gutachten zwei Entwicklungspfade für große Teile Europas bis 2045, einen mit Eisen als Energieträger und einen ohne.
Das Ergebnis: Ab 2035 verringern sich die im Modell erfassten jährlichen Energiesystemkosten mit Eisenpulver um etwa 15 Milliarden Euro. Für 2040 und 2045 liegen die möglichen Einsparungen bei rund 18 Milliarden Euro im Jahr, entsprechend etwa 13 bis 14 Prozent der im Vergleichsszenario berücksichtigten Systemkosten.
Die Berechnungen beziehen sich auf die einbezogenen Bereiche Strom, Wasserstoff und Fernwärme, nicht auf sämtliche Energieausgaben Europas. Die Untersuchung liegt als wissenschaftliches Gutachten vor und ist nicht als fachbegutachtete Zeitschriftenstudie ausgewiesen.
In sonnigen oder windreichen Phasen entsteht bei der sogenannten Reduktion aus Eisenoxid und grünem Wasserstoff erneut metallisches Eisen. Als Pulver lässt es sich in Silos lagern und auf vorhandenen Wegen transportieren, während bei der späteren Verbrennung Wärme für Stromerzeugung und Fernwärme frei wird.
Nach den Modellrechnungen füllen sich Deutschlands Eisenspeicher vor allem vom Frühjahr bis zum Herbst. Im September 2045 erreichen sie in dem Szenario einen Höchststand von ungefähr 58 Terawattstunden chemisch gespeicherter Energie, die im Winter wieder abgerufen wird.
Ein wesentlicher Kostenvorteil entsteht im Modell durch die Umrüstung vorhandener Kohle- und Braunkohlekraftwerke. Für Deutschland werden im Eisen-Szenario ab 2035 rund 36 Gigawatt solcher Kraftwerksleistung umgerüstet, während im Vergleichsszenario insbesondere Gaskraftwerke mit CO₂-Abscheidung eine größere Rolle spielen.
Eisenkraftwerke wären demnach vor allem für längere Engpässe vorgesehen und würden keineswegs den größten Teil des Strombedarfs decken. Wärmepumpen und andere elektrische Wärmeerzeuger bleiben in der berechneten Fernwärmeversorgung vorherrschend, während umgerüstete Eisenanlagen einen ergänzenden Anteil übernehmen könnten.