Erneuerbare Energiequellen wie Wind- oder Solarenergie sind instabil: Da der Wind nicht immer kräftig weht und die Sonne an manchen Tagen stärker, an anderen schwächer scheint (und nachts gar nicht), sind beide Energiequellen nur in Kombination mit intelligenten Speicherlösungen kontinuierlich und zuverlässig nutzbar. Hierbei werden punktuelle Energieüberschüsse für die Phasen aufgespart, in denen diese nicht erzeugt wird. Als Spitzenlast bezeichnet man eine hohe Stromnachfrage im Stromnetz, die über einen kurzen Zeitraum auftritt. Der Ausgleich dieser unerwarteten Lastspitzen erfolgt durch Speichertechnologien, die schnell – teilweise sekundenschnell – verfügbar sein müssen.
Dabei gibt es viele unterschiedliche Speichertechnologien: Eine davon ist die thermische Speicherung. Sie speichert Wärme und damit Energie, vor allem durch die Erwärmung von Wasser. Dieses Verfahren wird vor allem in Privathaushalten zur kurzfristigen Speicherung von Photovoltaikenergie eingesetzt. Im industriellen Maßstab gibt es weitere Ansätze, bei denen andere Speichermaterialien wie Beton oder flüssiges Salz zum Einsatz kommen. Neben thermischen Speichern gibt es für die Kurzzeitspeicherung in Kraftwerken auch elektrodynamische, elektrostatische und Schwungradspeicher. Zur Langzeitspeicherung kommen hingegen elektrochemische Speichersysteme wie Batterien oder Akkumulatoren sowie Pumpspeicher zum Einsatz. In den letzten Jahren wurde viel an Lithium-Batterien geforscht, um besonders leistungsfähige mobile Speichersysteme für Hybridfahrzeuge oder Smartphones zu entwickeln. Aber auch an Batteriespeichern im Bereich der Netzstützung wird derzeit viel geforscht. Dies liegt daran, dass in großen Stromnetzen große Schwankungen bei Angebot und Nachfrage nach Elektrizität auftreten.
Neben Batteriespeichertechnologien werden auch Druckluftspeicherkraftwerke zur Unterstützung von Stromnetzen und zum Ausgleich von Stromspitzen eingesetzt. Das erste Kraftwerk dieser Art wurde bereits 1978 in Deutschland errichtet. Dabei wird Strom durch die Komprimierung von Luft in unterirdischen Kavernen gespeichert und bei Lastspitzen durch Erwärmung und Entspannung der Luft in einer Gasturbine wieder freigesetzt. Im Normalbetrieb handelt es sich bei der Druckluftspeichertechnik um eine Hybridtechnologie, da Erdgas benötigt wird. Fortschrittlichere Technologien hingegen arbeiten mit einem zusätzlichen Wärmespeicher ganzheitlich klimaschonend.
Quelle:
Dr. Rainer Tamme, “Speichertechnologien für erneuerbare Energien – Voraussetzung für eine nachhaltige Energieversorgung”, in: FVS Themen (2006):
https://www.fvee.de/fileadmin/publikationen/Themenhefte/th2006/th2006_03_03.pdf, accessed: 3/12/2022 at 8:30 a.m.
https://www.enbw.com/energie-entdecken/verteilung-und-transport/netzsteuerung/, accessed: 3/12/2022 at 9:30 a.m.
