Überblick

Energiespeicher für die Zukunft

Der Umbau des Energiesystems erfordert Speicher mit unterschiedlicher Kapazität und Speicherzeit.

  • Ferdi Schüth und Rüdiger-A. Eichel
  • 10 / 2014 Seite: 31

Speichertechnologien spielen schon heute im Energie­system eine wichtige Rolle, die sich durch den Ausbau der fluktuierenden erneuerbaren Energiequellen erheblich ändern wird. Hierbei ist es sinnvoll, das Elektrizitätssystem nicht getrennt zu betrachten, sondern gemeinsam mit Wärme und Mobilität. Am schnellsten entwickeln sich derzeit elektrochemische Speicher, elektrische Überschussenergie ließe sich aber auch kostengünstig mit Wärmespeichern nutzen...

Deutschland befindet sich in einer Transformation des Energiesystems, die dieses wesentlich und nachhaltig verändern wird. Getrieben ist diese Entwicklung hauptsächlich durch den Klimawandel, nicht zuletzt zurückgeführt auf das CO2, das im Energiesektor emittiert wird. Die deutsche Energiewende, derzeit im Wesentlichen als „Elektrizitätswende“ diskutiert, greift jedoch zu kurz: Wollen wir das ehrgeizige Ziel erreichen, die CO2-Emissionen bis 2050 auf 80 Prozent des Niveaus von 2010 zu reduzieren, reicht es nicht aus, allein den Elektrizitätssektor zu betrachten. Schließlich setzt sich der Energieverbrauch ganz grob zu etwa gleichen Anteilen aus den drei Sektoren Elektrizität, Wärme und Mobilität zusammen. Für eine genauere Betrachtung muss man zwischen Primär- und Endenergie­verbrauch unterscheiden: Hinsichtlich der Endenergie ist der Stromanteil deutlich geringer, berücksichtigt man allerdings die Umwandlungsverluste von Primärenergie zu Strom, so wird etwa ein Drittel der Primär­energie für Strom eingesetzt.

Der Bedarf an Energiespeichern wird dennoch vornehmlich für das Elektrizitätssystem gesehen. Dies ist auf die fluktuierende Natur der meisten „erneuerbaren“ Energien zurückzuführen. Während Geothermie, Biomasse und Wasserkraft grundsätzlich dann verfügbar sind, wenn sie benötigt werden, hängen Wind- und Sonnenenergie von den jeweiligen Wetterbedingungen ab. Lediglich solarthermische Kraftwerke mit integriertem Wärmespeicher sind in gewissem Maße grundlastfähig, diese benötigen aber direkte intensive Sonnenstrahlung, sodass solche Kraftwerke eher für die Sonnengürtel der Erde geeignet sind. Wie man am Beispiel des Monats April 2011 und einem der vier deutschen Übertragungsnetzbetreiber deutlich sieht, fluktuiert die Einspeisung verhältnismäßig stark zwischen fast keiner Windeinspeisung und einer Leistung von etwa 10 GW (Abb. 1). Dies kompensieren zwar teilweise andere erneuerbare Energien, aber ein System, das zu sehr hohen Anteilen auf erneuerbare Energien setzt, muss starke Fluktuationen der Einspeisung bewältigen können. Außerdem zeigt die Abbildung, dass ein System auch längere Zeiten mit geringer Windeinspeisung verkraften muss...

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