Speicher. Die Tanks der Zukunft

Der Anteil von Sonnen- und Windkraft an der Energieversorgung wächst. Wie lässt sich der grüne Strom weiterhin konstant und zuverlässig ins Netz einbinden? Elektrofahrzeuge könnten hier künftig eine wichtige Rolle spielen. Voraussetzung dafür: ein klares politisches Bekenntnis zur Unterstützung von kohlenstoffarmen Technologien.

Lithium-Ionen-Batterien sind der Power-Lieferant für Elektrofahrzeuge. Doch sie können weitaus mehr. Nach ihrer Zeit auf der Straße legen sie deshalb noch einen Zwischenstopp ein, bevor sie anschließend fachgerecht recycelt und die gewonnenen Rohmaterialien dem Batteriekreislauf zugeführt werden. In Großspeichern eingesetzt, sorgen sie mit einer Gesamtkapazität von 40 Megawatt dafür, Schwankungen im Stromnetz auszugleichen. Ein Mehrwert für beide Seiten: Für Daimler steigert sich der wirtschaftliche Nutzen der Akkus, für die Energiewirtschaft leisten die Batterien einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Diese sieht vor, dass der Anteil an erneuerbaren Energien am verbrauchten Strom von aktuell knapp 43 Prozent auf 65 Prozent im Jahr 2030 ansteigt. Wie genau das funktioniert, wissen die Experten von Mercedes-Benz Energy.

smart-Batteriemodule der 3. Generation im Ersatzteilspeicher der Mercedes-Benz Energy in Kamenz.

Für Energieversorger ist dieser Anstieg mit Herausforderungen verbunden. Denn sie müssen die Verbraucher auch dann mit Strom versorgen, wenn die Sonne nicht scheint und der Wind nicht weht. Allerdings werden für diesen Energieausgleich aus wirtschaftlichen Gründen oft noch Wasserkraft- und Pumpspeicherwerke eingesetzt. Die Technologie nutzt ein natürliches Gefälle, um Wasser von einem höher gelegenen Stausee ins Tal zu leiten – mit der dabei freigesetzten Energie lassen sich Turbinen antreiben. Strom entsteht. Der umgekehrte Prozess – Wasser wird über Turbinen zurück in den Stausee gepumpt – verbraucht dagegen überschüssige Energie. Der Nachteil: Pumpspeicherkraftwerke lassen sich nur in bergreichen Regionen betreiben.

Perspektive „rollende Speicher“

Der Blick in die Zukunft geht noch einen Schritt weiter: Elektrofahrzeugbatterien können auch während ihrer Nutzungsphase im Auto dazu beitragen, kurzfristige Strombedarfe im Energienetz zu decken. Man spricht hierbei von dem sogenannten bi-direktionalem Laden. Gemeint ist, dass Elektrofahrzeuge, die sich an einer Ladesäule befinden, sowohl Strom aufnehmen als auch abgeben können – je nachdem, wie es die aktuelle Stromsituation im Netz gerade erfordert.

Elektrofahrzeuge, wie der Mercedes Benz EQC (EQC 400: Stromverbrauch in kWh/100 km (kombiniert): 21,3-20,2; CO2-Emissionen in g/km (kombiniert): 0**) könnten zukünftig als „rollende Speicher“ dazu beitragen, kurzfristige Strombedarfe zu decken.

Grüne Ernte in Gefahr

Bis es soweit ist, sind allerdings noch eine Reihe an Grundsatzfragen zu beantworten. Zum Beispiel: Wie genau soll der künftige Strommix aussehen? Brauchen wir mehr Windräder? Windkraftgegner lehnen das ab, weshalb die Bundesregierung in ihrem Klimaschutzpaket unter anderem eine Abstandsregel für die Anlagen in der Nähe von Wohngebieten erlassen hat, die für breite Kritik sorgt.

Biomasse? Der Energieträger hat den Vorteil, dass sich seine Verstromung bedarfsgerecht steuern lässt, allerdings wird insbesondere der Anbau von energetisch nutzbaren Pflanzen sehr kritisch betrachtet, vor allem, wenn er in direkter Konkurrenz zum Lebensmittelanbau steht. Also mehr Photovoltaik-Anlagen? Zumindest hat die Bundesregierung von dem geplanten Förderstopp für Photovoltaik-Anlagen im Mai 2020 abgesehen, um die Energiewende in Deutschland schneller voranzutreiben.

Importware Sonnenstrom

Obwohl die Globalstrahlung über die letzten Jahre hinweg stark anstieg, bietet Deutschland im internationalen Vergleich nicht die besten klimatischen Voraussetzungen für eine reiche Ernte an Sonnenstrom. Vor diesem Hintergrund gewinnt eine weitere Speichertechnologie auch im Kontext der Energiewende an Bedeutung: Power-to-X. Damit ist die Umwandlung von (grün erzeugtem) Strom in stoffliche Speicher gemeint, also in Wasserstoff oder in synthetische Kraftstoffe. Der Vorteil: Sonnenstrom ließe sich in südlichen Ländern gewinnen, umwandeln und über Pipelines oder Tankschiffe importieren. Die Bundesregierung fördert mit der nationalen Wasserstoffstrategie bereits seit Jahren Ansätze zu Produktion, Transport und Nutzung des Gases. Das Ziel: Deutschland international zu einem Vorreiter bei grünem Wasserstoff zu machen und langfristig die Weltmarktführerschaft bei Wasserstofftechnologien zu erlangen. Jens Kanacher, der beim Energieversorger Innogy das Kompetenzzentrum für Energiesysteme und Speicher bis Mitte März leitete, spricht in diesem Zusammenhang von einer Importwende.

Jens Kanacher, bis Mitte März 2020 Leiter des Kompetenzentrums für Energiesysteme und Speicher, beschäftigt sich mit Fragen rund um den Übergang in eine CO2-neutrale, digitalisierte und dezentralisierte Energiewirtschaft.

Hoffnungsträger Flüssigsalz

In diversen Projekten testen Forscher zudem weitere Methoden, um grünen Strom physisch zu speichern. Auch wirtschaftlich interessant könnten Flüssigsalzspeicher sein: Dabei werden große Mengen Flüssigsalz durch überschüssigen Wind- oder Sonnenstrom erhitzt. Das heiße Salz wiederum kann Dampf erzeugen und auf diese Weise eine Kraftwerksturbine antreiben.

Voraussetzung für die Entwicklung neuer Speichertechnologien ist ein verlässlicher politischer Rahmen. Dieser würde, davon sind Experten überzeugt, auch zu weiteren technologischen Innovationen führen, die wie die Energiespeicher von Mercedes-Benz Energy einen wertvollen Beitrag zur Energiewende leisten.

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