Hintergrundinformationen

Der Ertrag erneuerbarer Energien schwankt v. a. in Abhängigkeit von den Windverhältnissen und der Sonneneinstrahlung. Daher benötigen wir u. a. geeignete Energiespeicher, die den Überschuss aufnehmen und diesen bei Bedarf abgeben können. Auch das Lastmanagement im Stromnetz ist dabei ein großes Thema. Derzeit investieren Bund und Länder beträchtlich in die Erforschung von Energiespeichern. Hierbei wird elektrische Energie erst bei Bedarf durch eine chemische, elektrische, thermische oder mechanische Umwandlung freigesetzt.

Um die Energiewende voranzutreiben, müssen bestehende Speicherkapazitäten erweitert, sowie insbesondere neue Technologien erforscht und entwickelt werden.

Konventionelle Kraftwerke können rund um die Uhr und ganzjährig Energie erzeugen. Jedoch soll ihr Anteil am Strom-Mix zurückgefahren werden. Gleichzeitig müssen Wind und Sonne flexibler genutzt werden können. Hierbei helfen Batteriespeicher. Sie finden ihre Anwendung beispielsweise in der Elektromobilität, in der Bereitstellung von Regelenergie oder in der Stabilisierung der Stromversorgung. Ein großes Marktpotenzial ergibt sich aktuell durch die Installation von PV-Anlagen in Kombination mit Batteriespeichern, was zu einer deutlichen Erhöhung des Eigenstromverbrauchs führt. 

Batteriespeicher

In den vergangenen Jahren ist die Batterieforschung weiter vorangeschritten. Lithium-Ionen-Akkus sind die derzeit effizientesten und leistungsfähigsten Batterien. Sie haben die Blei-Säure-Batterien weitgehend vom Markt verdrängt. Der Fokus der Forschung liegt jedoch auch in der Entwicklung neuer Speichermaterialen, mit denen die Herstellung von Batteriegroßspeichern realisiert werden soll. Ein Beispiel hierfür ist die Redox-Flow-Batterie. Auch modulare Systeme aus der Kombination unterschiedlicher Batterietypen werden erforscht und getestet.

Es gibt eine grundsätzliche Unterscheidung in Heimspeicher, Gewerbespeicher und Industriespeicher. Wobei die Gewerbespeicher 30-1000 kWh Kapazität und die Großspeicher eine Kapazität von über 1000kWh haben.

Geförderte Batteriespeicher

Das Umweltministerium hat das erfolgreiche Förderprogramm "Netzdienliche Photovoltaik-Batteriespeicher" aufgelegt. Damit wurden Batteriespeicher, die in Verbindung mit einer neuen Photovoltaik-Anlage installiert werden, gefördert. Insgesamt standen in den Jahren 2021 und 2022 Fördermittel von 10 Millionen Euro zur Verfügung. 

Das Förderprogramm gewährte einen Zuschuss je installierter Kilowattstunde (kWh) Speicherkapazität. Die Höhe des Förderbetrags hing von der installierten Leistung der Photovoltaik-Anlage ab, die mit dem Batteriespeicher errichtet wurde. 

Pumpspeicherkraftwerke

In Baden-Württemberg werden sieben Pumpspeicher-Kraftwerke betrieben. Sie zählen zu den mechanischen Speichern, da elektrische Energie in potenzielle Energie (Lageenergie) umgewandelt wird. Das älteste in Baden-Württemberg betriebene Pumpspeicherkraftwerk ist das Schwarzenbachwerk, das seit 1926 in Betrieb ist. In Zeiten von Stromüberproduktion wird das Wasser in das oben gelegene Reservoir gepumpt, wo es auch über längere Zeiträume gespeichert werden kann. Wird kurzfristig Strom im Netz benötigt, wird das Wasser über die Turbine abgeleitet und so Strom produziert. Der Wirkungsgrad liegt bei 75 % bis 80 %. Diese Technik ist seit vielen Jahren gängige Praxis.

Die Reaktionszeit moderner Pumpspeicherkraftwerke ist dabei extrem kurz: innerhalb von weniger als zwei Minuten sind sie von Stillstand auf Volllast gebracht. 

 

Quellen: