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Hightech-Strategie

Strom aus virtuellem Speicher

Eine "Wolke" soll Energie in größeren Mengen speichern und verwalten. Was sich anhört wie aus einem utopischen Roman, könnte bald Wirklichkeit werden. Denn virtuelle Speicher sind ein Forschungsthema der Zukunftsaufgabe "Nachhaltiges Wirtschaften und Energie" der neuen Hightech-Strategie der Bundesregierung.

Batterien im Forschungslabor Die Kapazitäten von Speichern können durch den Verbund effektiver genutzt werden. Foto: picture-alliance/dpa

Energie zwischenzuspeichern ist ein besonderes Problem, seit wir mit erneuerbaren Energien inzwischen einen erheblichen Anteil unseres Strombedarfs abdecken. Bei Sonne und Wind entsteht mitunter sehr viel mehr Strom als benötigt. Der müsste zumindest für einige Stunden in einen Speicher wandern können, um ihn dann bei Wolken und Flaute nutzen zu können. Riesige Batterien, Pump- oder Druckluftspeicher könnten eine Lösung sein. Aber tatsächlich gibt es viel ungenutzte Speicherkapazität oder wird es in naher Zukunft geben, die nur genutzt werden muss.

Wachsende Zahl dezentraler Speicher

Warum nicht den Speicher in meinem Elektroauto oder eine Batterie für selbst gewonnene Sonnenenergie in meinem Haus nutzen? Ich komme um 16 Uhr mit dem Elektroauto nach Hause und verbinde seine Batterie mit der Steckdose zum Laden. Um 18 Uhr ist der Ladevorgang beendet. Ich fahre aber erst um 8 Uhr am nächsten Tag wieder los. Der gespeicherte Strom könnte daher ins Netz abgegeben werden, wenn sichergestellt ist, dass die Batterie um 8 Uhr wieder voll ist. Rechnet man das auf die geplante eine Million Elektroautos hoch, so steht erheblicher Speicher zur Verfügung.

Bis es diese Autospeicher gibt und sich deren Nutzung lohnt, wird noch Zeit vergehen. Was es inzwischen jedoch in zunehmendem Umfang gibt, sind Hausenergiespeicher, Speicher von Unternehmen und bestehende Zwischenspeicher von Versorgern. Die Herausforderung für die Wissenschaft ist, wie sich so eine große Zahl von Speichern steuern lässt.

Für das Projekt "green2store" haben sich daher Firmen der Energie-, IT- und Kommunikationstechnik zusammengetan. Sie wollen Speicherkapazitäten verschiedener Betreiber an unterschiedlichen Standorten zusammenfassen, zentral verwalten und anschließend der Energiewirtschaft zur Verfügung stellen. "Den Zugriff auf die Speicher haben zunächst einmal die lokalen Anwender der Speicher selbst", sagt Magnus Pielke, Koordinator des Forschungsvorhabens bei der Firma EWE in Oldenburg. Die Anwender können Netzbetreiber, Betreiber regenerativer Energieanlagen oder Energiehändler sein.

Speicher noch intensiver nutzen

Voraussichtlich 13 Energiespeicher kommen bei "green2store" zum Einsatz: zehn Hausenergiespeicher mit einer Kapazität von fünf bis acht Kilowattstunden. Hinzu kommen ein Ortsnetzspeicher von bis zu 500 Kilowattstunden, ein Speicher am Industriecampus des Stuttgarter Telekommunikationsausrüsters Alcatel-Lucent mit rund 100 Kilowattstunden und ein Speicher des Energieversorgers Süwag mit ebenfalls 100 Kilowattstunden, der in Teilen die Bundesländer Hessen, Baden-Württemberg und Rheinland-Pfalz mit Gas und Strom versorgt.

Die Kapazitäten dieser Speicher können durch den Verbund wesentlich effektiver und von verschiedenen Akteuren gleichzeitig genutzt werden – und das unabhängig vom Standort.

Dabei ist an eine Kurzzeitspeicherung von mehreren Stunden gedacht, nicht für mehrere Tage. Das hilft, wenn beispielsweise die Solarproduktion durch viel Sonne um die Mittagszeiten Spitzenwerte erreicht.

Auch wenn die Speicher bei der "Stromwolke" über die 13 Standorte verteilt sind, kommt es durch den Transport nicht zu erhöhten Stromverlusten. Auch die häufige Beanspruchung der Speicher ist aus Sicht von Magnus Pielke unproblematisch: Die Lebensdauer von Lithium-Ionen-Batterien könne bis zu 20 Jahren betragen. Dabei ließen sie sich bis zu 5.000 Mal be- und entladen.

Steuerung und Verwaltung

Die Speicher werden über das Internet mit einer zentralen Einheit, einer Cloud, gesteuert. Bei einer weiter steigenden Zahl von angeschlossenen Speichern lässt sich das IT-System dem Bedarf anpassen. Dabei gibt es keine Beschränkungen.

Um alle Speicher miteinander zu verbinden, übersetzt man die "Sprache" des einzelnen Batteriespeichers in einen gemeinsamen Standard.

Sicherheit

Ist eine IT-gesteuerte Verwaltung vieler verstreuter Batteriespeicher eine Beute für Hacker? Nein, meint Projektleiter Pielke – wenn die Sicherheitsstandards der Energiewirtschaft erfüllt werden. "Wird dieses sehr hohe Sicherheitsniveau eingehalten, ist die Anzapfung von Speichern durch Unbefugte ausgeschlossen."

Das Forschungsprojekt "green2store" ist im Jahr 2012 gestartet und läuft über vier Jahre. Es ist Teil des Leuchtturms "Batterien in Verteilnetzen" der Förderinitiative "Energiespeicher" der Bundesregierung. Das Bundesumweltministerium fördert das Projekt mit neun Millionen Euro.
Folgende Partner sind am Projekt beteiligt: EWE AG, EWE NETZ GmbH, Alcatel-Lucent Deutschland AG, BTC AG, ABB AG Deutschland, Süwag Energie AG, OFFIS e. V., NEXT ENERGY, TU Braunschweig.
Energiespeicher sind eine Schlüsseltechnologie im Energiesystem der Zukunft. Die "Förderinitiative Energiespeicher" unterstützt Forschung und technologische Entwicklungen in diesem Bereich und stellt dafür rund 200 Millionen Euro bereit. Ziel ist, mittelfristig eine große Bandbreite wettbewerbsfähiger Speichertechnologien für Strom, Wärme und andere Energieträger verfügbar zu machen.

Dienstag, 20. Januar 2015

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