Solarspeicher

Schlüsselrolle für die Zukunft

Von Jens Bartels · 2020

Die Stromerzeugung durch Solarstrom oder Photovoltaik-Anlagen unterliegt temporären Schwankungen. Deswegen kommt für das Gelingen der Energiewende der Speicherung von Energie eine große Bedeutung zu. Dafür gibt es unterschiedliche Lösungen. Zu den vielversprechenden Möglichkeiten zählen Power-to-X-Anlagen oder Batteriesysteme.

verschiedene Stromspeicher für erneuerbare Energie.
Foto: iStock/ Petmal

Im Mittelpunkt der Energiewende steht die Stromgewinnung aus Sonnen- und Windenergie. Allerdings stellen die Wetterabhängigkeit und die damit verbundenen temporären Schwankungen dieser Formen der Energiegewinnung das gesamte Energiesystem immer wieder vor Herausforderungen. Der Grund: Es muss stets genauso viel Strom produziert werden, wie nachgefragt wird, damit es nicht zu Stromausfällen oder Netzüberlastungen kommt. Bislang übernehmen fossile Kraftwerke diesen Ausgleich und gewährleisten damit System- und Versorgungssicherheit. Künftig werden zunehmend Energiespeicher diese Aufgabe übernehmen, um damit die Flexibilität der Energieversorgung zu erhöhen und zugleich eine effizientere und rentablere Energiebilanz zu erzielen.

Kurz- und Langzeit-Solarspeicher

Für die Zwischenspeicherung von Strom stehen unterschiedliche Speichertechnologien zur Verfügung. Zu den Unterscheidungsmerkmalen zählt die Einteilung in Kurzzeit- und Langzeitspeicher. Während Kurzzeitspeicher innerhalb eines Tages mehrfach Energie aufnehmen und wieder abgeben können, müssen Langzeitspeicher in der Lage sein, elektrische Energie über mehrere Tage oder Wochen zu speichern. 

Vielzahl an Technologien

Lithium-Ionen-Batterien sind die aktuell am meisten verbreitete Speichervariante und dienen in erster Linie als Kurzzeitspeicher. Für diese Lösung spricht die vergleichsweise günstige Anschaffung. Beim Ein- und Ausspeichern selbst verliert das Batteriesystem übrigens kaum Energie. Daneben gibt es Systeme zur mittelfristigen Speicherung wie etwa Pumpspeicherkraftwerke. Aber auch Langzeitspeicher wie die Power-To-X-Technologie können überschüssigen Strom in Form von Gas zwischenspeichern und bei Bedarf wieder in Strom verwandeln und ins Netz einspeisen. Beispiele sind Power-to-Gas- oder Powert-to-Heat-Anlagen. Bei diesen Lösungen wird erneuerbarer Strom in den Transport- und Wärmesektor integriert oder Strom zu Wärme gewandelt und thermisch gespeichert. Experten sehen in den nächsten Jahren auch andere Technologien in den Mittelpunkt rücken. Dazu gehören sogenannte Ultrakondensatoren. Diese Energiespeicher können im Vergleich zu herkömmlichen Akkus große Energiemengen innerhalb weniger Sekunden aufnehmen und wieder abgeben. Feststoffbatterien dagegen besitzen im Vergleich zu Lithium-Ionen-Batterien feste Elektrolyte und damit eine höhere Energiedichte. Und je höher diese Energiedichte, desto leichter ist eine Batterie bei identisch gespeicherter Energiemenge. 

Kapazitäten ausbauen

In den nächsten Jahren wird die Anzahl der Energiespeicher aufgrund sinkender Preise wachsen. Eine massive Kapazitätsausweitung ist auch dringend notwendig, denn klar muss sein: Ohne leistungsfähige Stromspeicher wird es keine Energiewende geben. Zu diesem Ergebnis kommen auch die Internationale Energieagentur (IEA) und das Europäische Patentamt (EPA). Die IEA geht in ihrem Nachhaltigkeitsszenario davon aus, dass 2040 eine Energiespeicherkapazität von annähernd 10.000 Gigawattstunden in Form von Batterien und sonstigen Speichern benötigt wird, damit die Welt die Klimaschutz- und Nachhaltigkeitsziele einhalten kann – fast das Fünfzigfache des heutigen Werts. „Die Stromspeichertechnologie ist ausschlaggebend, wenn es darum geht, die Nachfrage nach Elektromobilität zu decken und den notwendigen Übergang zu erneuerbaren Energien zu schaffen, um dem Klimawandel entgegenzuwirken“, ist sich EPA-Präsident António Campinos sicher.

Quellen:
Energie Agentur NRW
BVES

 

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