Wie speichert man eigentlich große Mengen Energie?

Am letzten Tag des Nobelpreisträgertreffens diskutieren Experten über Energiespeicher der Zukunft. Es reicht nämlich nicht, einfach nur fossile Brennstoffe durch erneuerbare Energien zu ersetzen.

Etwa 20 Terawatt Elektrizität erzeugt die Menschheit heute, und die meisten Fachleute gehen davon aus dass diese Menge in naher Zukunft noch einmal deutlich steigen wird. Gleichzeitig wollen aber alle weg von den klassischen Energiequellen, besonders den fossilen. Von den dadurch entstehenden Problemen ist nur das offensichtlichste einigermaßen zufriedenstellend gelöst, nämlich woher wir stattdessen unsere Energie bekommen: Die ganzen alternativen Quellen sind bei Weitem nicht so bequem und einfach wie fossile Kraftstoffe, aber prinzipiell können wir die Zivilisation mit ihnen durchaus am Laufen halten.

Schwieriger und vor allem bisher viel zu wenig bearbeitet ist eine zweite Fragestellung: Wie speichern wir eigentlich diese Energie? Fossile Brennstoffe sind, das vergisst man meistens, nicht nur praktische Energiequellen, sondern auch unübertroffene Energiespeicher. Kaum etwas anderes enthält so viel Energie pro Masseneinheit und ist gleichzeitig so einfach zu transportieren und zu lagern. Selbst der Benzintank eines Kleinwagens reicht mühelos für Strecken von mehreren hundert Kilometern.

Die meisten erneuerbaren Energiequellen dagegen erzeugen Strom, und auch den meistens nicht nach Bedarf, sondern entweder kontinuierlich oder abhängig von den Bedingungen bei seiner Erzeugung: Das Angebot passt nicht zur Nachfrage. Das Energienetz der Zukunft braucht gigantische Puffer, um diese Ungleichgewichte abzufangen. Wie also speichert man Strom in ganz großem Maßstab? Mit dieser Frage wird sich das diesjährige Abschlusspanel auf Mainau befassen, besetzt unter anderem mit den Nobelpreisträgern Carlo Rubbia und Robert Laughlin.

Als erstes bieten sich natürlich die schon bewährten Stromspeicher im engeren Sinne, vulgo: Batterien, an. Man benutzt schon heute große Bleibatterien für Spezialanwendungen: In der Schweiz gibt es jetzt einen Testakku, der 500 Kilowattstunden fasst und Spitzenlasten aus erneuerbaren Energien abfangen soll, im Bayrischen Wald ist eine Gemeinde komplett im Batteriebetrieb weil nicht ans Stromnetz angeschlossen und in den 80er Jahren hat man in Berlin sogar mal einen Mega-Bleiakku gebaut, der 14000 Kilowattstunden Strom speichern konnte.

Allerdings sind diese Speicher gemessen an der gespeicherten Energie sehr groß und auch recht teuer. Das Berliner Aggregat hat Lagerhallen-Ausmaße und geht über zwei Stockwerke, aber 14000 Kilowattstunden sind nicht sehr viel. Man könnte damit den Jahresbedarf von etwa zehn Personen decken, plusminus.

Allein deutschlandweit wird man allerdings mehrere Hundert Megawatt Speicherkapazität brauchen, damit ein Netz auf der Basis erneuerbarer Energien funktioniert. Mit Batterien alleine, Neuentwicklungen hin oder her, ist das nicht zu stemmen. Deswegen favorisieren viele Experten mechanische Lösungen, bei denen mit Hilfe von Strom ein System mit Energie aufgeladen wird, die man bei Bedarf mit einem Generator wieder in Strom umwandeln kann.

Beispiele dafür sind Pumpspeicherkraftwerke – die nur in bergigen Regionen funktionieren – oder riesige Kavernen, die mit Druckluft gefüllt werden, wobei man wegen der unvermeidbaren Temperaturänderungen des Gases viel Energie verliert. Und dann gibt es ja noch die Möglichkeit, den Strom in Form energiereicher chemischer Verbindungen zu speichern, dazu gehören neben Wasserstoff auch jene flüssigen Kohlenwasserstoffe, auf denen ein Großteil der bisherigen Energiewirtschaft basiert.

All diese Varianten haben also erhebliche Nachteile, einerseits weil sie technisch nicht hinreichend entwickelt sind, andererseits aber auch grundsätzlich. So bequem wie das Ölzeitalter wird die globale Energieversorgung nie wieder werden. Genug Diskussionsstoff also für das Lindauer Nobelpreistreffen, wenn man zur Abwechslung mal keine Lust mehr hat, über das Higgs-Boson zu spekulieren.

 

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6 comments on “Wie speichert man eigentlich große Mengen Energie?

  • Martin Holzherr says:

    Batterien und Pumpspeicher sind heute die Lösung für das Stromspeicherproblem und sie werden auch die Lösung der Zukunft sein. Man kann auch in Deutschland riesige Pumpspeicher bauen, das zeigen die Ideen von Matthias Popp. Er schlägt nämlich gigantische künstlich angelegte Speicherseen vor, sogenannte Ringwallspeicher mit jeweils einem kleinen See auf einem künstlichen Hügel und einem grossen, auf niedrigerem Niveau liegenden See darum herum.

    Batterien haben ebenfalls noch Potential. Es gibt Neuentwicklungen von preisgünstigen, viele tausend Lade- und Entladezyklen überstehenden Batterien. Hier und hier und hier und hier

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  • Anton Maier says:

    Einfach damit diese Position mal vorkommt:
    Ich behaupte, dass die Zusatzkosten von Energiespeichern höher sind, als die Ausfallzeiten regenerativer Energien ohne Energiespeicher.

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  • Damian W says:

    Wenn man schon von flüssige Kohlenwasserstoffe schreibt, sollte man auch noch Methan erwähnen.
    Methan hat den riesigen Vorteil, dass es dafür schon ein Versorgungsnetz in Deutschland gibt.
    Außerdem will die Bundesregierung im Moment ja Gaskraftwerke als Kraftwerke für kurzfristigen Lastausgleich fördern.
    Siehe auch http://www.welt.de/…-Windstrom-zu-Methangas.html

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  • Es gibt durchaus eine große Bandbreite guter Möglichkeiten zur Zwischenspeicherung. Das größere Problem scheint mir zu sein, dass man ein solches System auch wollen muss und dann entsprechend investieren. Es wird nicht reichen, wenn jede Erneuerbare Quelle einen eigenen Pufferspeicher mitbaut. Man braucht schon zentrale Planung. Und da kommt eben die (fehlende) Bereitschaft zum großen Wurf ins Spiel.

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