Speicher

Neue Speicher für die Energiewende

Pumpspeicherkraftwerk, fotalia/ Kzenon

Die Erweiterung von Kapazitäten zum Stromtransport und zur Stromspeicherung stehen prinzipiell in wechselseitigem Zusammenhang: Je stärker die Leitungskapazitäten ausgebaut werden, desto weniger neue Stromspeicher braucht es – und umgekehrt. Komplett ersetzen lässt sich jedoch keine der beiden Optionen. Denn die Lastspitzen im Süden und Westen Deutschlands können nun mal nur durch verstärkte Stromleitungen an die Erzeugungsschwerpunkte im Norden und Osten angebunden werden. Umgekehrt erübrigt selbst eine großräumige, europäische Vernetzung von Erzeugern und Lasten nicht den Ausbau von Speichern in Deutschland zum Ausgleich von regionalen stunden- und tageweisen Schwankungen.

Nicht zuletzt weil Maßnahmen zum Netzumbau und -ausbau grundsätzlich günstiger als der Bau von Speichern sind, gilt es aus volkswirtschaftlichen Gründen, letzteren zu minimieren. Auch zeitlich ist die Anpassung der Netzinfrastruktur vorrangig gegenüber der Speicherinfrastruktur. Aber schon im Jahr 2020 ist selbst bei zügigem Netzausbau mit relevanten Stromüberschüssen aus erneuerbaren Energien zu rechnen – mit entsprechendem Speicherbedarf. Für eine nahezu vollständig auf erneuerbaren Energien basierende Stromversorgung in 2050 schwanken die Schätzungen für den Speicherbedarf zwischen 0,5 und acht Prozent des derzeitigen Jahresstromverbrauchs von etwa 615 Terawattstunden elektrischer Leistung (TWhel): also 1,5 bis 50 TWhel gespeicherter Energie bzw. 50 bis 80 GW Speicherleistung. Im Vergleich dazu beträgt die Kapazität der heute in Deutschland vorhandenen Großspeicher (v. a. Pumpspeicher) bislang lediglich circa 0,04 TWhel und deren Leistung ungefähr 7 GW.

Leider nicht komplett vermeidbar ist die Nutzung von Speichern für Strom aus konventionellen Kraftwerken: Solange noch Kohle- und Atomkraftwerke am Netz sind, lässt sich aus technischen und wettbewerbsrechtlichen Gründen nicht ausschließen, dass auch Strom von dort gespeichert wird. Dies gilt auch gerade für Pumpspeicherkraftwerke in räumlicher Nähe zu Atommeilern. Aber je weiter der Anteil erneuerbarer Energien im Strommix steigt, desto größer wird auch die Speichernutzung durch Strom aus regenerativen Quellen. Aus diesem Grund ist eine klare, grundsätzliche Systementscheidung und Politik für eine Stromversorgung auf Basis erneuerbarer Energien Voraussetzung für die gesellschaftliche Akzeptanz von Speicherprojekten.

Zum Ausgleich der in einem Zielsystem mit hohem Anteil erneuerbarer Energien besonders relevanten tage- und wochenweisen sowie saisonalen Schwankungen – beispielsweise durch großflächige Windflauten verursacht – sind insbesondere Technologien mit großer Speicherkapazität (Energieinhalt) von Interesse. Zentrale Großspeicheranlagen in Verbindung mit Netzausbau bieten im Vergleich zur dezentralen Speicherung den Vorteil, dass sie das gesamte Versorgungssystem optimieren können und aufgrund von Skaleneffekten in der Regel kostengünstiger sind. Dezentrale Speichersysteme erfordern dagegen geringere Stromtransportkapazitäten und sind häufig schneller realisierbar. Beide Komponenten werden benötigt. Dabei kommen insbesondere die folgenden Energieformen bzw. Speicherverfahren in Frage:

  • potenzielle Energie mit Pumpspeichern,
  • mechanische Energie mit Druckluftspeichern,
  • chemische Energie mit Wasserstoff oder Methan und
  • elektrochemische Energie mit Batterien.