Wie lassen sich erneuerbare Energien speichern?
Kann man regenerative Energien eigentlich gut speichern? Wir zeigen, wie Energiespeicher der Energiewende aussehen.
Wozu braucht man Energiespeicher?
Der Strommix im Stromsee besteht noch immer zu großen Teilen aus Atomstrom oder Strom anderen konventionellen Energien. Die Stromproduktion in solchen Kraftwerken lässt sich regeln, sodass Stromnachfrage und Stromangebot sich im Gleichgewicht befinden. Als Energiespeicher dienen Tanks, in denen die Brennstoffe bis zu Ihrem Einsatz gelagert werden. Erneuerbare Energien funktionieren umgekehrt. Sonnenstrahlen, Wind, Gezeiten und Co. lassen sich nämlich nicht in einem Tank aufbewahren.
Stattdessen findet die Stromproduktion immer dann statt, wenn die Sonne scheint, der Wind weht oder das Wasser fließt. Diese Zeiten der regenerativen Stromerzeugung decken sich jedoch nicht mit den Spitzenlasten des Stromverbrauchs. So kommt es vor, dass entweder mehr Strom erzeugt als gebraucht wird oder der Strombedarf nicht vollständig durch die gerade erzeugte Strommenge abgedeckt werden kann. Um das Gleichgewicht herzustellen, sind deshalb Energiespeicher für die Energiewende wichtig. Inzwischen gibt es viele Ansätze, um erneuerbare Energien zu speichern.
Power-to-Gas: Grüner Wasserstoff aus Windkraft
Der Wind weht, die Stromproduktion aus Windenergie läuft auf Hochtouren, doch der Strombedarf ist niedriger. Solche Situationen kommen häufig vor. Ohne Nutzungsmöglichkeit für den sauberen Strom müssen die Windräder gestoppt werden. Durch Verfahren wie Power-to-Gas können sie allerdings weiterlaufen und den Überschussstrom zur Wasserstofferzeugung nutzen. Das funktioniert durch Wasser-Elektrolyse, bei der Wasserstoff und Sauerstoff voneinander gespalten werden. So entsteht grüner Wasserstoff.
Das Erdgasnetz als Energiespeicher für die Energiewende
Als Speicher für erneuerbare Energien eignet sich deshalb das bestehende Erdgasnetz ausgezeichnet. Denn hier kann der grüne Wasserstoff einfach eingespeist werden. Dort kann das Gas einfach in unterirdischen Speichern gelagert werden. Die Kapazitäten dieser Speicher reichen aus, um den Strombedarf in Deutschland für mehrere Monate abzudecken.
Die Zeit spielt dabei ebenfalls nur eine untergeordnete Rolle. Denn es macht keinen Unterschied, ob das grüne Gas einige Tage oder wochenlang gespeichert wird. Darüber hinaus ist auch die Nutzung der Energie bedarfsgerecht möglich. Denn man kann Wasserstoff in Strom umwandeln, aber auch Wärme damit erzeugen.
Stauseen speichern Sonnenergie
Stauseen sind Energiespeicher für Pumpspeicherkraftwerke, die Strom aus Wasserenergie erzeugen. Dazu wird meist ein Gefälle genutzt, das das Wasser hinunterfließt und dadurch Turbinen zur Stromerzeugung antreibt. Ist der Speicher – also der Stausee – am oberen Ende des Gefälles voll Wasser, kann Strom erzeugt werden.
Wie der Name schon sagt, werden in einem Pumpspeicherkraftwerk Pumpen eingesetzt, um Wasser nach oben in den Stausee zu pumpen. Der dafür notwendige Strom kann tagsüber aus der Überschussproduktion von Sonnenenergie stammen. So füllt Sonnenkraft den Stausee mit Wasser, das dann bei späterem Bedarf von den Turbinen des Pumpspeicherkraftwerks wieder in elektrische Energie umgewandelt werden kann.
Mobiler Stromspeicher: E-Autos in Smart Grids
In intelligenten Stromnetzen, sogenannten Smart Grids, bringt eine Software Erzeugung, Speicherung und Verbrauch von Energie mithilfe von künstlicher Intelligenz in Einklang. Dabei können E-Autos eine wichtige Rolle übernehmen, wenn sie an eine bidirektionale Wallbox angeschlossen sind. So kann Strom nämlich nicht nur in den Akku des E-Autos fließen, sondern auch wieder daraus entnommen werden, wenn er anderweitig benötigt wird.
Das funktioniert im Privatbereich, indem beispielsweise Strom aus dem mit Solarstrom geladenen E-Auto verwendet wird, um abends Waschmaschine und Trockner zu betreiben. Die nächste Fahrt wird dabei selbstverständlich berücksichtigt, sodass der Akku des E-Autos pünktlich wieder vollgeladen ist.
Betrachtet man das gesamte Stromnetz, können alle an Wallboxen mit der Fähigkeit zu bidirektionalem Laden angeschlossenen E-Autos als eine große Schwarmbatterie innerhalb des Smart Grids angesehen werden. So können Spitzenlasten mit dem Strom aus E-Autos überbrückt werden – und die E-Autos trotzdem zum hinterlegten Termin der nächsten Fahrt wieder aufgeladen sein. Durch intelligente Steuerung von Be- und Entladung leiden die Akkuzellen darunter nicht, sondern werden optimal behandelt.