Energiespeicher: Die wichtigsten Zukunftstechniken
Unterschieden wird zwischen Kurzzeit- und Langzeitspeichern. Kurzzeitspeicher können innerhalb eines Tages mehrfach Energie aufnehmen und wieder abgeben. Langzeitspeicher müssen dagegen in der Lage sein, elektrische Energie über mehrere Tage oder Wochen zu speichern. Damit sollen Phasen in denen keine Sonne scheint oder wenig Wind weht, überbrückt werden. Für die Langzeitspeicherung stehen verschiedene Technologien zur Verfügung.
Batteriespeicher: Bisher wurden vor allem Blei-Säure-Batterien verwendet. Mittlerweile setzt die Forschung auf Lithium-Ionen-Batterien, die auch in Smartphones zum Einsatz kommen.
Pumpspeicher: Bei Pumpspeicherwerken wird die Energie in Form von Wasser, das in ein höher gelegenes Becken gepumpt wird, gespeichert und durch das Abfließen über eine Turbine mit angeschlossenem Generator wieder verstromt.
Druckluftspeicher: Hierbei wird überschüssiger Strom dazu genutzt, um Luft in unterirdische Salzstöcke oder ehemalige Gaskavernen zu pressen. Bei Strombedarf fließt die Druckluft durch eine Turbine wieder ab und erzeugt dabei wieder Strom.
Power-to-Gas: In Power-to-Gas-Anlagen wird Wasser mit Hilfe von Strom in Wasserstoff und gegebenenfalls weiter in Methan umgewandelt. Der Vorteil hierbei ist, dass der Wasserstoff und das Methan in das bereits vorhandene Erdgasnetz eingespeist und gespeichert werden können. Die eingespeisten Gase können bei Bedarf zurück in Strom gewandelt werden. In Mitteldeutschland wird mit dem "Hypos"-Projekt an der Umsetzung dieser Speichertechnologie gearbeitet.

Magdeburg l Rund 5000 Lithium-Ionen-Batteriezellen stecken in dem Container, der die Größe eines Eisenbahnwaggons hat. Forscher des Fraunhofer-Instituts im Magdeburger Wissenschaftshafen testen seit mehreren Monaten die Leistungsfähigkeit des Stromspeichers. Institutsleiter Michael Schenk erklärt: "Solche Großbatterien sind für unsere künftige Energieversorgung von wachsender Bedeutung. Sie werden helfen, die überschüssige Energie aus regenerativen Quellen zu speichern und optimal in den regionalen Stromnetzen einzusetzen."

Mit ihrer Leistung von einem Megawatt kann die Magdeburger Großbatterie einhundert Haushalte etwa einen Tag lang mit Strom versorgen. In einem Versuch nahmen die Forscher am Donnerstag eines ihrer Institutsgebäude vollständig vom öffentlichen Stromnetz und unterhielten es ausschließlich mit Strom aus der Großbatterie.

Speicherkapazitäten reichen noch nicht aus

Doch die Technik steht noch am Anfang ihrer Entwicklung. Dabei drängt die Zeit. Nach Plänen der Bundesregierung soll im Jahr 2030 die Hälfte des Strombedarfs in Deutschland aus regenerativen Quellen stammen. Soll der Ökostrom in dieser Menge aber bereitstehen, reichen vorhandene Speicherkapazitäten nicht mehr aus. Das Kernproblem ist die Unregelmäßigkeit, mit der Strom aus Sonne und Wind produziert wird. Bei Sonnenschein und starkem Wind wird in Deutschland schon heute mehr Energie gewonnen als tatsächlich benötigt und gespeichert werden kann.

"Die Forschungsarbeiten am Magdeburger Fraunhofer-Institut zeigen, dass wir bei der Entwicklung leistungsfähiger Energiespeicher und ihrer Anwendung auf einem guten Weg sind", erklärt Sachsen-Anhalts Ministerpräsident Reiner Haseloff (CDU) während des Batterie-Tests.

Doch hierzulande lag die Forschung auf dem Batteriesektor viele Jahre fast völlig brach. Und so kommen die Lithium-Ionen-Zellen des Fraunhofer-Speichers auch aus Südkorea von dem Batteriehersteller SK Innovation. Haseloff: "Während meiner Südkorea-Reise in der vergangenen Woche haben wir mit Vertretern des Unternehmens Projekte mit noch deutlich höheren Speicherkapazitäten vereinbart." Der Ministerspräsident hat den Kampf um die Vorherrschaft auf dem Batteriespeichermarkt offenbar noch nicht aufgegeben. Deutschland müsse sich gegenüber Asien behaupten. "Wir wollen ein Gesamtkonzept anbieten. Nur wenn wir das vorhalten, haben wir die Technologie in Produktion und Export im Griff", so der Ministerpräsident. Sachsen-Anhalt unterstützt die Magdeburger Forschungen mit einer Million Euro.

Großbatterien auch für private Haushalte denkbar

Für Unternehmen und Verbraucher kann die Technologie künftig wertvoll sein. Denn sie können mit dem gespeicherten günstigen Ökostrom Spitzenverbräuche abdecken, für die sonst zusätzlich teure Energie aus dem herkömmlichen Netz bezogen werden muss. Derzeit kostet der Speicher aber noch viel Geld. Der Preis für die Batterie vor dem Fraunhofer Institut liegt bei rund einer Million Euro. Jens Strackeljan, Rektor der Universität Magdeburg, erklärt: "Wenn viele dieser Batteriespeicher gebaut werden, wird der Einzelpreis sinken. Und dann könnte es sich irgendwann auch für private Haushalte lohnen."

Noch ist die Forschung aber nicht abgeschlossen. "Wir arbeiten an der Integration der Großbatterie in regionale Versorgungsinfrastrukturen und der Frage, wie sie wirtschaftlich und technisch effizient eingesetzt werden kann", erklärt Institutsleiter Schenk. Ab kommendem Jahr soll der Akku in einem Feldversuch erprobt werden. "Die mobile Batterie wird zu Forschungszwecken auch Unternehmen zur Verfügung gestellt", so ein Fraunhofer-Sprecher. Auf einem der größten Solarfelder Europas in Brandenburg wird der Speicher dann auf seine Praxistauglichkeit getestet.

Bilder