Stromspeicher

Stromnachfrage und Stromspeicher

Die ständige Balance zwischen Stromerzeugung und Stromnachfrage ist bereits mit einem Netz konventioneller Kraftwerke schwer zu halten. Mit dem Ausbau der Erneuerbaren Energien, deren Stromproduktion stark von der Witterung abhängt, wird diese Aufgabe noch schwieriger. Stromspeicher können hier als Puffer eine wichtige Rolle spielen. Neben den traditionellen Formen gibt hierfür eine ganze Reiche von neuen und vielversprechenden Technologien, die aber zumeist noch nicht vollkommen ausgereift sind.

Pumpwasserkraftwerke sind die üblichsten Stromspeicher

Um Strom längerfristig zu speichern, muss er umgewandelt werden, was immer mit Verlusten einher geht. Stromspeicher können verschiedene Formen annehmen. In Deutschland ist die mechanische Speicherung in Pumpwasserkraftwerken am weitesten verbreitet. Herrscht ein Stromüberschuss, wird Wasser nach oben gepumpt, wird Strom benötigt, wird es abgelassen und treibt dabei stromerzeugende Turbinen an. Diese Pumpwasserkraftwerke werden immer weiter ausgebaut und stehen sowohl in Deutschland als auch in der Schweiz und in Österreich. Weitere Formen der mechanischen Speicherung sind Druckluftspeicherwerke und Schwungmassespeicher.

Chemische Stromspeicher: Batterien, Wasserstoff und Methan

Aus dem Alltag ist die Speicherung von Energie in elektrochemischer Form am bekanntesten: Batterien (Akkumulatoren), die sich vor allem für die Speicherung von kleineren Strommengen eignen. Wird sehr viel Strom benötigt, stoßen Akkus jedoch schnell an Grenzen von Volumen und Gewicht. Dies wird besonders deutlich bei den Elektroautos, wo Größe und Kosten der Batterien die entscheidende Stellgröße sind.

Andere Formen der elektrochemischen Speicherung sind die Erzeugung von Wasserstoff, die allerdings noch mit hohen Energieverlusten einher geht. Ein weiterer Ansatz ist die Produktion von künstlichem Methan, das dann im Erdgasnetz gespeichert und später genutzt werden kann.

Effektive Stromspeicherung: Herausforderung des 21. Jahrhunderts

Die Möglichkeiten von Stromspeichern müssen weiter erforscht und ausgebaut werden. Dabei gibt es eine ganze Reihe von Faktoren und Variablen zu beachten. Um kurzzeitige Spannungsschwankungen im Netz ausgleichen zu können, braucht es Stromspeicher mit einer möglichst kurzen Reaktionszeit, was bedeutet, dass die gespeicherte Energie so schnell wie möglich verfügbar sein muss. Überall, wo Stromspeicher transportiert werden müssen, etwa im Bereich der Elektromobilität, spielt die „Energiedichte“, das Verhältnis von Speichergröße zu Kapazität, die entscheidende Rolle. Angesichts der punktuell überlasteten Stromnetze braucht es kostengünstige Speicherformen, die den schwankenden Stromertrag aus der Nutzung Erneuerbarer Energien zuverlässig aufnehmen können. Hier ist noch viel Platz für technologische Innovationen.