Speicher-Technologien – ein aktueller Überblick

21. Oktober 2013 - 13:52 Uhr
von Gastautor Andreas Kühl
zu  Branche der erneuerbaren Energien

  • Foto: CC BY Rob Nun, flickr/scalespeeder

Mit fortschreitendem Ausbau der Erneuerbaren Energien werden flexible Technologien zum Ausgleich der schwankenden erneuerbaren Stromeinspeisung benötigt. Auch für die Aufnahme nicht nutzbaren Stroms aus Wind- und Solarenergie brauchen wir künftig geeignete Technologien. Öffnet den Link in einem neuen FensterÖffnet den Link in einem neuen FensterSpeicher-Technologien werden interessanter, je geringer die Einspeisevergütung für Strom aus erneuerbaren Energien ist, und diese wird noch weiter sinken.

Es gibt zahlreiche Konzepte für die Nutzung von Speicher-Technologien. Viele Systeme sind in der Forschung oder werden bereits in Pilotprojekten für den großflächigen Einsatz getestet. Ob sich eines davon durchsetzen wird oder mehrere Technologien oder vielleicht etwas ganz anderes, kann man heute noch nicht abschätzen. Einige der zur Zeit am häufigsten diskutierten Technologien möchte ich in diesem Beitrag kurz vorstellen.

Hausspeicher für mehr Unabhängigkeit vom Energieversorger

Am bekanntesten sind die Öffnet den Link in einem neuen FensterBatteriespeicher für den Haushalt. Mit Hilfe dieser Speichersysteme lässt sich der Eigenverbrauch des Solarstroms vom Dach von ca. 30% bis auf über 70% steigern. Bei höheren Eigenverbrauch-Angaben sollte man skeptisch sein oder es wird durch die Speichergröße viel zu teuer. Die auf dem Markt angebotenen Speicher arbeiten derzeit mit der Blei-Säure Basis & Blei-Gel Technologie oder mit der zukunftsträchtigeren, aber teureren Lithium-Ionen Technologie. Meistens liegt die angebotene Kapazität zwischen 2 und 5 kWh. Die KfW-Förderbank und das Bundesumweltministerium fördern diese Speicher unter bestimmten Voraussetzungen seit Mai 2013.

Batteriespeicher auf Rädern

Es wird zwar derzeit viel über Elektromobilität gesprochen und die Anzahl der neu zugelassenen Elektrofahrzeuge steigt Monat für Monat spürbar an, aber die Bedeutung von Elektrofahrzeugen als Speicher ist derzeit kein Thema mehr in der öffentlichen Diskussion. Dabei können Fahrzeuge mit Elektromotor den tagsüber im Haushalt nicht nutzbaren Strom genauso aufnehmen wie stationäre Speicher und das Stromnetz spürbar entlasten.

Stationäre Batteriespeicher in Turnhallengröße

Die dritte Option der Batteriespeicher sind turnhallengroße Batterieparks mit einer Kapazität von mehreren Megawattstunden. Diese Großspeicher helfen mit, die Netzfrequenz auf der Übertragungsnetzebene zu stabilisieren um Wind- und Sonnenstrom sicher in das bestehende Netz zu integrieren. Zudem können diese Speicher am Markt für Primärregelenergie teilnehmen. So können solch große Batterien konventionelle Kraftwerksleistung ersetzen, die sonst für eine stabile Stromversorgung benötigt wird. Öffnet den Link in einem neuen FensterDas größte Projekt in Deutschland ist in Schwerin (Mecklenburg-Vorpommern) derzeit im Bau und soll Mitte 2014 in Betrieb gehen.

Windenergie als Gas weiter nutzen

Eine ganz andere Technologie, die vielversprechend klingt und relativ kurz vor der Markteinführung steht, ist die Umwandlung des nicht nutzbaren Stroms zu Wasserstoff mittels Elektrolyse, auch bekannt als Öffnet den Link in einem neuen FensterPower-to-Gas. Das Gas kann direkt, oder mit Biomethan angereichert, in das Gasnetz eingespeist und dort gespeichert werden. Alternativ kann das Gas auch für Fahrzeuge mit Wasserstoff-Motor genutzt werden. Eine Rückverstromung ohne Kraft-Wärme-Kopplung macht aus wirtschaftlichen Gründen keinen Sinn, der Wirkungsgrad insgesamt ist zu gering. Für kleine Anlagen gibt es einen serienreifen Elektrolyseur auf dem Markt, im großen Maßstab gibt es diese Technik bisher nur in Pilotanlagen.

Strom in der Wärmeversorgung nutzen

Um den Strom im Wärmebereich zu nutzen, muss man nicht den Umweg über das Gas gehen. Zum einen bietet es sich an, mit Wärmepumpen den Strom zu nutzen – für die Heizung und Trinkwassererwärmung. Je mehr Ökostrom erzeugt wird, um so effizienter bzw. umweltfreundlicher werden Wärmepumpen. Bei hohem Stromaufkommen oder regionaler Netzüberlastung können Wärmepumpen in einem intelligenten Stromnetz gezielt vorzeitig eingeschaltet werden. Diese beladen die Wärmespeicher für Heizung und Warmwasser. Mit einem gefüllten Speicher können die Anlagen dann bei geringerem Stromaufkommen oder hohem Verbrauch ausgeschaltet werden und so Engpässe überbrücken. Der Verbraucher merkt davon nichts.

Ein weiterer Weg ist, auch diesen Umweg weg zu lassen und mit einem Elektrodenheizkessel das Heizungswasser direkt zu erwärmen – für die Nutzung in Fern- und Nahwärmenetzen oder in industriellen Prozessen. Durch sehr günstige Preise an der Strombörse und die Teilnahme am Markt für Regelenergie könnte diese Speicherung eine der wirtschaftlichsten Speicherformen sein. Eingesetzt wird diese Power-to-Heat Speicherung heute bereits im Öffnet den Link in einem neuen FensterFernwärmenetz der Stadtwerke Flensburg und der Öffnet den Link in einem neuen FensterStadtwerke Lemgo.

Weitere Formen der Energiespeicherung

Die oben genannten Formen der Energiespeicherung sind die bisher gängigsten und bekanntesten Formen. Nicht erwähnt ist das Potential von speicherbarer Energie in Biomasse oder Biogas, die vielleicht künftig bedarfsgerecht genutzt wird um Schwankungen aus Wind- und Solarstrom auszugleichen. 

Einige andere Speicherarten sind bisher noch in der Forschung, z.B. durch Nutzung von Druckluft oder Schwerkraft. Wir werden künftig mit Sicherheit einen breiten Mix verschiedener Technologien zur Speicherung von Strom aus erneuerbaren Energien nutzen. Welche Technologie am häufigsten genutzt wird, lässt sich heute aber noch nicht sagen.


Gastautor Andreas Kühl

Andreas Kühl

Andreas Kühl ist Öffnet den Link in einem neuen FensterEnergieblogger aus Leidenschaft mit einem großen Faible für Energieeffizienz und erneuerbare Energien. Mit Öffnet den Link in einem neuen Fensterenergynet.de betreibt er einen der bekanntesten und laut ebuzzing-Ranking auch einen der einflussreichsten Energieblogs im deutschsprachigen Raum. Mit dem Thema Energiespeicher beschäftigt er sich schon lange. Bei Kongressen zu diesem Thema war er mit energynet.de schon mehrfach Medienpartner.

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