Energiespeicher
Mit ihnen ließen sich nicht nur Autos, sondern die gesamte Stromversorgung deutlich effizienter machen – und auch Windkraft und Photovoltaik in größerem Umfang als bisher einsetzen.
- Frank Grotelüschen
Die Bedeutung von besseren Energiespeichern weist weit über ihren direkten Nutzen hinaus. Sie haben das Potenzial, ganze Branchen neu zu definieren: Tragbare Elektronik könnte deutlich leistungsfähiger sein, wenn ihre Hersteller nicht auf die Batterielaufzeiten schielen müssten. Elektroantriebe für Autos hängen Verbrennungsmotoren in Sachen Effizienz meilenweit ab. Im Energiesektor könnten Stromspeicher auf Druckluftbasis alternative Quellen attraktiver machen. Riesige Tanks als Wärmespeicher schließlich sorgen dafür, dass Häuser fast ohne fossile Heizung auskommen.
Und einiges davon wird auch dringend nötig sein: „Wenn man die CO2-Minderungsziele ernst nimmt, bleibt einem nichts anderes übrig, als im Verkehr im Wesentlichen vom Benzin wegzukommen. Alle Strategien, die zu einer massiven CO2-Reduktion führen, tragen dazu bei, dass das Ganze sich in Richtung stromerzeugende Technologien bewegt“, sagt Professor Dirk Uwe Sauer vom Institut für Stromrichtertechnik und elektrische Antriebe der RWTH Aachen.
Dabei denkt Sauer weniger an reine Elektroautos als an neuartige Hybride, die wesentlich konsequenter auf Strom setzen als heutige Modelle wie der Vorreiter Toyota Prius. Dieser und die mittlerweile recht vielen Nachzügler verwenden den Elektromotor nur als Hilfsantrieb, der unter anderem durch beim Bremsen zurückgewonnene Energie gespeist wird. Sauer aber sieht die nähere Zukunft in sogenannten „Plug-in-Hybriden“: Deren Akkus werden über die Steckdose geladen. Mit einer Zehn-Kilowattstunden-Batterie wäre es dann problemlos möglich, die Standard-Distanzen zwischen 30 und 60 Kilometern rein elektrisch zurückzulegen. Nur bei längeren Strecken müsste noch ein Verbrennungsmotor einspringen. Dieser ist aber nicht für den direkten Antrieb ausgelegt, sondern als reiner Stromlieferant, der mit konstanter Drehzahl und abgestimmt auf neue synthetische Kraftstoffe seinen „idealen Wirkungsgrad“ erreiche.
„Kosteneffiziente Energiespeicher könnten erheblich dazu beitragen, regenerative Energien in den Markt zu bringen. Damit könnte man Stromeinspeisung und Nachfrage glätten und temporäre Unterschiede ausgleichen“, sagt Michael Knoll vom Institut für Zukunftsstudien und Technologiebewertung (IZT) in Berlin. Derzeit können die deutschen Energieversorger auf rund 40 Pumpspeicher zurückgreifen, die bei Bedarf rund 5500 Megawatt ins Netz einspeisen. Doch die Technologie ist weitgehend ausgereizt – auch weil es an zusätzlichen Standorten mit passendem Höhengefälle mangelt.
Für Abhilfe sollen unter anderem Druckluftspeicher-Kraftwerke sorgen, bei denen mit überschüssiger elektrischer Energie Luft komprimiert und dann in riesigen unterirdischen Salzkavernen gespeichert wird (siehe S. 70). Doch auch Batterien, die derzeit im Stromnetz nur Ausfälle von wenigen Sekunden abfedern, haben noch weiteres Potenzial: Von VRB Power Systems aus dem kanadischen Vancouver kommt die sogenannte Vanadium- Redox-Batterie. Hier ist der Elektrolyt nicht in der Zelle eingeschlossen, sondern wird aus separaten Tanks nach Bedarf zugeführt.
Mit welcher Technologie auch immer: Je mehr Speicher das Stromnetz unterstützen, desto größer werden die Auswirkungen auf den Strommarkt sein. „Ich schätze, dass man ab einer installierten Speicherleistung von zehn Gigawatt einen deutlichen Effekt sieht“, sagt Tobias Federico, Analyst bei Energy Brainpool aus Berlin. Außerdem könnten Speicher strukturelle Veränderungen begünstigen – weg von den großen zentralen Kraftwerken hin zu kleineren, dezentralen Anlagen. Georg Erdmann, Leiter des Fachgebiets Energiesysteme an der TU Berlin, hat simuliert, was ein Gigawatt an zusätzlicher Speicherkapazität für Auswirkungen hätte: Der Spitzenpreis für die Megawattstunde Strom, der jetzt in Ausnahmefällen auf bis zu 2000 Euro hochschnellt, würde sich bei 80 bis 90 Euro stabilisieren.
Die Fokus-Themen im Einzelnen:
- 60 MÄRKTE Wie neuartige Speicher Industrien verändern
- 64 AKKUS Der schwierige Weg zu besseren Batterien
- 68 GRAFIK Wie Akkus funktionieren und wo Potenzial steckt
- 70 WINDKRAFT Druckluft-Kraftwerke gegen Leistungsschwankungen
- 72 WÄRME Speicher bringen Sonnenschein in den Winter
Zusammenfassung aus der Print-Ausgabe 08/2007 von Technology Review. Die neue Ausgabe ist ab dem 26.7. am Kiosk zu haben. Das Heft kann man aber auch hier online portokostenfrei bestellen. (kd)
