Speicherforschung

Neue Speicher für vielfältige Anwendungen

Neben allen Vorteilen der Erneuerbaren Energien bleibt ein wesentliches Problem: Die erzeugte Energie wird nicht immer zu dem Zeitpunkt benötigt, zu dem sie entsteht. Umgekehrt steht sie nicht zuverlässig dann zur Verfügung, wenn sie gebraucht wird.

Pumpspeicherkraftwerk

Pumpspeicherkraftwerk Koepchenwerk bei Herdecke

Foto: RWE

Strom aus Sonnenenergie steht reichlich zur Verfügung, wenn die Sonne scheint. Genau dann brauchen die Menschen jedoch wenig Strom für Heizung und Beleuchtung. Wenn am frühen Morgen ein starker Wind weht, nützt der Strom nur den wenigen Frühaufstehern. Ein wichtiges und bisher kaum gelöstes Problem für die Forschung ist deshalb die Speicherung von Energie. 

Vorhandene Speicher nutzen

Pumpspeicherwerke sind eine Möglichkeit zur Lösung dieses Problems. Sie nutzen überschüssigen Strom, um Wasser in einen höher gelegenen See zu pumpen. Wird später wieder mehr Energie benötigt, fließt das Wasser durch eine Turbine zurück ins Tal und erzeugt elektrische Energie.

Es liegt auf der Hand, dass für solche Anlagen in Deutschland nur begrenzt Plätze vorhanden sind. Lassen sich in anderen Ländern – etwa in Norwegen – Speicherkraftwerke für unseren Strom bauen? Und wie groß sind die Verluste durch den Transport? 

Eine Alternative sind Druckluftspeicher. Hier wird mit überschüssiger Energie Luft in unterirdische Speicher gepresst, etwa in Höhlen von Salzstöcken. Bei Bedarf betreibt die Druckluft dann einen Stromgenerator und erzeugt so wieder Strom. Doch viele Menschen haben Angst vor so einer Lösung unter ihren Füßen. Ist so ein Speicher sicher? 

Neue Speichertechnologien entwickeln

Eine besondere Bedeutung, aber nach wie vor einen ebenso großen Forschungsbedarf, haben elektrochemische Speicher. Zu Deutsch: Batterien. Ihr besonderer Vorteil liegt darin, dass sie sich in ganz unterschiedlichen Größen herstellen lassen und daher auch in kleinen Geräten Platz finden. Allerdings ist ihre Leistungsfähigkeit begrenzt, etwa wenn es um den Antrieb eines Autos geht. Noch immer sind auch neueste Batteriegenerationen zu schwer, um sie wirtschaftlich und mit der erforderlichen Reichweite in Fahrzeuge einzubauen. 

Große Hoffnung setzen Wirtschaft und Wissenschaft daher auf Wasserstoff als Energieträger. In Brennstoffzellen reagiert Wasserstoff mit Luft, wobei neben Strom nur Wasser als Abgas entsteht. Denkbar wäre die Wasserstofferzeugung mit Sonnenenergie in Ländern, in denen diese überreichlich zur Verfügung steht. Zu lösen sind dann aber noch Transport- und Speicherprobleme. 

Auch der Strom von Windrädern lässt sich nutzen, um Wasserstoff zu erzeugen. Mit dem Kohlendioxid der Luft wird dieser anschließend zu Methan umgewandelt. Das Methan entspricht normalem Erdgas. In einem Gaskraftwerk lässt es sich zu einem späteren Zeitpunkt wieder in Strom zurückverwandeln.

Förderinitiative Energiespeicher

Um Impulse zur verstärkten Entwicklung von Speichertechnologien zu setzen, rief die Bundesregierung im Jahr 2011 die Forschungsinitiative Energiespeicher ins Leben und weitete die bisherigen Fördermöglichkeiten erheblich aus. Die Forschungsinitiative umfasst insbesondere die beiden Leuchttürme „Wind-Wasserstoff-Kopplung“ und „Batterien in Verteilnetzen“ sowie den Schwerpunktbereich „Wärme speichern“.

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