Energie auf Vorrat

Im Jahr 2050 sollen 80 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Energien kommen, größtenteils von Windkraft- und Photovoltaikanlagen. Wenn dann in Deutschland plötzlich weder die Sonne scheint noch der Wind weht, braucht es ein Stromsystem, das sich schnell und flexibel an solche Situationen anpassen kann. Eine Möglichkeit sind Energiespeicher. In Zeiten mit viel Wind und Sonne können sie Strom aufnehmen. Den geben sie je nach Bedarf auch in Zeiten von Flaute, Dunkelheit und bedecktem Himmel wieder ab.

Der Speicher im eigenen Haus: Batterien

Kombination von Photovoltaikanlagen und Batterie für Eigenverbrauch und Netzeinspeisung

Natürliche Reservoire nutzen: Pumpspeicher

Aufbau eines Pumspeichersystems

Es gibt zahlreiche Speicherlösungen: Kurzzeitspeicher wie Batterien, Kondensatoren oder Schwungradspeicher können innerhalb eines Tages mehrfach elektrische Energie aufnehmen und abgeben. Sie bieten aber nur eine begrenzte Kapazität.
Um Strom über einen längeren Zeitraum zu speichern, werden in Deutschland insbesondere Pumpspeicherwerke genutzt. Etwa neun Gigawatt Pumpspeicherleistung sind derzeit an das deutsche Netz angeschlossen, wobei ein Teil der Anlagen in Luxemburg und Österreich steht.
Damit hat Deutschland die größten Kapazitäten in der Europäischen Union, kann diese aber nur begrenzt ausbauen. Deshalb gibt es eine intensive Zusammenarbeit mit Ländern, die über große Speichermengen verfügen. Das sind vor allem Österreich, die Schweiz und Norwegen.
Eine weitere Alternative, um Energiemengen längerfristig aufzunehmen, sind Druckluftspeicher. Hier wird mit überschüssiger Energie Luft in unterirdische Speicher gepresst, etwa in Höhlen von Salzstöcken. Bei Bedarf treibt die Druckluft dann einen Generator an und erzeugt so wiederum Strom.
Ein neues Konzept zur Langzeitspeicherung ist Power-to-Gas. Dabei wird Strom aus erneuerbaren Energien per Elektrolyse in Wasserstoff oder synthetisches Erdgas umgewandelt. Die Vorteile: Wasserstoff oder Erdgas lassen sich speichern, direkt nutzen oder ins Erdgasnetz einspeisen. Sie lassen sich leicht transportieren und flexibel verwenden. Kraftwerke können sie bei Bedarf wieder in Strom und Wärme verwandeln, Endverbraucher damit kochen, heizen oder ein Fahrzeug betreiben.

Strom in Gas umwandeln

Funktionsprinzip von Elektrolyse sowie mögliche Nutzung

Die meisten Energiespeicher sind derzeit allerdings noch sehr teuer. Die Bundesregierung treibt deshalb Forschung und Entwicklung voran und hat 2011 die Förderinitiative „Speicher“ ins Leben gerufen . Zudem fördert sie seit 2013 kleine, dezentrale Speicher in Verbindung mit Photovoltaikanlagen. Ein neues Anwendungsfeld für Batterien ist der schnelle Ausgleich kleinerer Ungleichgewichte im Stromnetz. Die Markteinführung solcher Batteriesysteme soll Forschung und Innovation ankurbeln und Kosten reduzieren.
Nach Einschätzung von Experten ist der Bedarf an neuen Speichern zunächst begrenzt. Günstige Systemkosten für alle Speichertechnologien sind erst langfristig bei sehr hohen Anteilen an erneuerbaren Energien zu erwarten. Kurz- bis mittelfristig ist es preiswerter, auf andere Maßnahmen zu setzen, zum Beispiel den Ausbau der Stromnetze oder die gezielte Steuerung von Erzeugung und Verbrauch für einen effizienten Energieeinsatz.