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Sonnenenergie auch in der Nacht

Energiespeicherung für Erneuerbare Quellen

Von Susanne Lettenbauer

Die Sonne strotzt vor Energie - doch viel davon geht in der Fotovoltaik verloren
Die Sonne strotzt vor Energie - doch viel davon geht in der Fotovoltaik verloren (NASA)

Für die erneuerbaren Energien muss der Netzausbau vorangetrieben werden, ebenso werden Zwischenspeicher benötigt, damit überschüssiger Strom nicht "verloren geht". Auf der Erneuerbaren-Energien-Messe Renexpo in Augsburg werden die neuesten Möglichkeiten vorgestellt.

Glaubt man Samir Binder vom Fraunhofer Institut UMSICHT, dann sind Druckluftspeichersysteme die Energiespeicher der Zukunft. Angeschlossen an Windparkanlagen oder großflächige Solarfelder können die sogenannten adiabaten Druckluftspeichersysteme Spannungsschwankungen optimal ausgleichen, sie sind als Niedrigtemperaturkraftwerke kompakt genug, um flächensparend eingesetzt zu werden:

"Der Charme an diesen Niederdrucktemperatur-Druckluftspeicherkraftwerken ist der, dass ich eigentlich schon bestehende Technologien, zum Beispiel aus der Luftzerlegung, schon hernehme und modifiziere. Somit habe ich ein überblickbares Entwicklungsrisiko, sodass ich sagen kann, es ist schnell realisierbar."

Druckluftspeicherkraftwerke existieren seit den 1970er-Jahren vor allem als wenig attraktive Hochdrucktemperaturanlagen. Bis zur Energiewende galten sie eher als Nischentechnologie, bedauert Binder. Dabei können sie in Niedrigdrucktemperaturbauweise dezentral und relativ standortunabhängig gebaut werden, im Gegensatz zu den bei Naturschützern unbeliebten Pumpspeicherkraftwerken. Größere Kommunen könnten damit die Energie aus mehreren Fotovoltaikanlagen bündeln und bei Bedarf wieder abrufen. Einziger Nachteil: der Wirkungsgrad von maximal 60 Prozent. Doch innerhalb von fünf Jahren wollen die Fraunhofer-Wissenschaftler diesen Nachteil ausgleichen.
In den Forschungslaboren herrscht Goldgräberstimmung. Als das Bundeswirtschaftsministerium vergangenes Jahr den neuen Forschungsschwerpunkt Energiespeicher auflegte, wurde es geradezu überrollt von Anträgen. Rund 400 Forschungsprojekte reichten alle namhaften Forschungsinstitute ein, gut die Hälfte davon ist derzeit in der Förderung.

"Man kann vorab sagen, dass es sehr viele neue und spannende Ansätze gibt. Wir haben alle 400 Vorschläge gesichtet, wir haben sie ausgewertet mit Hilfe von Experten. Wir sind davon überzeugt, dass die Ansätze sehr wichtig und richtig sind."

Bis zu 200 Millionen Euro stehen für den Forschungsschwerpunkt Energiespeicher zur Verfügung, sagt Rodoula Tryfonidou vom Bundeswirtschaftsministerium. Bei bahnbrechenden Forschungsergebnissen auch mehr. Doch die sind nicht in Sicht. Zwar existieren zahlreiche Energiespeichertechnologien. Neben den Kraftwerken auch Batterien auf Natrium-Schwefel- oder Blei-Säure-Basis und Lithium-Batterien. Doch die Wissenschaftler stoßen weiterhin an die bekannten Grenzen: bei Effizienz, Kapazität und Ladezyklen. Hinzu kommt, so Benedikt Lunz, Forscher an der RWTH Aachen:

"Das größte Problem bei den verschiedenen Technologien sind vor allem die Kosten. Also sie sind technisch verfügbar, nur die Kosten sind viel zu hoch. Also bei Blei-Säure-Batterien zum Beispiel werden Zellen, die für den stationären Einsatz geeignet sind noch nicht in vollautomatischer Fertigung hergestellt. Da könnte man noch Kosteneinsparungen hervorrufen."

Auch der Eigenheimbesitzer, der nach der Absenkung der Einspeisevergütung an einen Selbstverbrauch der Fotovoltaikenergie denkt, sollte noch abwarten, so Lunz. Sich heute einen Energiespeicher ins Haus zu holen, lohnt noch nicht:

"Ich würde raten, da noch abzuwarten, bis der Unterschied zwischen Einspeisepreis und Strompreis noch etwas höher wird, weil dann die Wirtschaftlichkeit höher ist; aber diejenigen, die jetzt schon mehr Eigenverbrauch erreichen wollen, da gibt es schon marktverfügbare Systeme von verschiedenen Herstellern, das kann man sich in den Keller stellen, ist aber weit weg von jeder Wirtschaftlichkeit."

Eine ernüchternde Erkenntnis präsentierte auch Michael Agsten von der Fraunhofer Gesellschaft. Gemeinsam mit der Technischen Universität Ilmenau forscht der Systemtechniker im Bereich Elektroautos. Wie können die Hoffnungsträger der mobilen Zukunft gesteuert geladen werden, um die Lebensdauer des Problemkindes Batterie zu verlängern. Wie können die Elektroautos außerdem Spannungsschwankungen von hauseigenen Fotovoltaikanlagen auffangen? Die Kernergebnisse des Projektes:

"Die ganzen alten, ich nenne sie mal alten Fragen, gingen ja eher in die Richtung, dass die Fahrzeuge vorwiegend am Netz stehen und irgendwann, wenn sie am Netz stehen, werden sie auch geladen, und zwar immer dann, wenn regenerative Energien zur Verfügung stehen, aber dem ist leider nicht so. Die Fahrzeuge sind vorwiegend nachts am Netz angeschlossen, sie können nicht überall Ladestationen hinstellen, das geht nicht. Dann haben sie aber das Problem, nicht jeder stöpselt sein Fahrzeug auch an, sondern das Fahrzeug wird vorwiegend dann angeschlossen, wenn der Akku kurz davor ist, leer zu sein."

Die Energiewende bedeute ein Umdenken in der Bevölkerung, so ein Fazit der Tagung. Neue Speichertechnologien erfordern auch eine Verhaltensumstellung des Verbrauchers.

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