Im ersten Teil unserer Blogserie haben wir uns damit beschäftigt welche Modelle existieren um grünen Strom zu speichern. Dabei haben wir uns mit den Vor- und Nachteilen der verschiedenen Speichermethoden auseinandergesetzt und das vielversprechende Forschungsprojekt „STENSEA“ unter die Lupe genommen welches die Idee des Pumpspeicherkraftwerks neu aufgreift.
Praktisch zeitgleich hat der Bundesverband Erneuerbare Energien (BEE) gemeinsam mit der Hannover Messe die Ergebnisse seiner Auftragsstudie veröffentlicht, die den positiven Beitrag dezentraler Batteriespeicher zur Integration erneuerbarer Energie in das Stromnetz unterstreicht.
Die Kurzstudie wurde von der Forschungsstelle für Energienetze und Energiespeicher (FENES) durchgeführt. Der Autor, Prof. Dr.-Ing. Michael Sterner, von der Technischen Hochschule Regensburg führt aus, dass Batteriekraftwerke schon Regelleistung bereitstellen und zukünftig einen deutlich höheren Anteil an einem stabilen Netzbetrieb übernehmen als bisher. Für den BEE-Geschäftsführer Hermann Falk ist das eine Entwicklung, die den Wind-und Solarstrom ergänzt.
Dass die Voraussetzungen hierfür überhaupt geschaffen werden konnten, liegt nicht zuletzt an der Batterieforschung, die laut Benjamin Low, Abteilungsleiter Energy bei der Hannover Messe, innerhalb der letzten fünf Jahre ganz erhebliche Fortschritte gemacht habe. Die wichtigsten Vorteile der Batteriespeicher: Sie sind flexibel einsetzbar und die gespeicherte Energie ist praktisch sofort verfügbar.
Auch wenn es um einen möglichen Blackout geht – von dem zuletzt zumindest als Stresstest in Sachen Energiebereitstellung anlässlich der Sonnenfinsternis vom 20. März die Rede war – spielen
Speichertechnologien eine zentrale Rolle. Es muss nicht gleich der ganz große Blackout sein, aber mit sogenannten „kritischen Netzzuständen“ sind Netzingenieure bereits jetzt real konfrontiert.
Hier sind nicht nur die Netzbetreiber gefragt, sondern alle, die nach
Energiewirtschaftsgesetz verantwortlich sind eine sichere Versorgung zu gewährleisten.
Etwa seit 2010 arbeiten Wissenschaft und Industrie daran, die Lithium-Ionen-Batterien soweit zu optimieren, dass der Strom aus erneuerbaren Quellen im großen Rahmen gespeichert werden kann, um so die Produktion zu verstetigen.
Mehr Energiedichte bei Lithium-Ionen-Batterien
Lithium-Ionen-Batterien verfügen grundsätzlich über eine hohe Energiedichte, waren aber im Verhältnis teuer. Das hat die potenziellen Einsatzgebiete von vornherein eingeschränkt.
Und: Mit den bisher verwendeten Materialien war die Ausbeute bei der Energiedichte am Limit angelangt. Lithium kann einerseits nicht besonders dicht in der Struktur gepackt werden. Und mehr als 1 Lithium-Ion pro Formeleinheit einzulagern ist in der Regel nicht möglich, weil sonst die Struktur zerfällt.
Einem Forscherteam des Karlsruher Instituts für Technologie (KIT) und des Helmholtz-Instituts Ulm (HIU) ist es nun gelungen fast doppelt so viele Lithium-Ionen pro Formeleinheit unterzubringen, also mit neuen Materialien eine deutlich höhere Packungsdichte umzusetzen. Dabei ändert sich das Volumen nur sehr geringfügig, die Struktur bleibt stabil und ist gleichzeitig resistenter gegen die üblichen Defekte.
Megawatt-Batterien sind in verschiedenen europäischen Ländern wie im Vereinigten Königreich bereits im Einsatz. Sie speichern zwar mit Leistungen von beispielsweise 6 bis 10 Megawattstunden Strom nicht unbedingt sehr viel Energie, allerdings genug um kurzzeitige Stromengpässe zu überbrücken. Zudem sparen die Netzbetreiber damit gleichzeitig andere Systeme zur Stabilisierung des Netzes ein. Grundsätzlich gilt: Je mehr grüne Stromproduzenten am Netz hängen desto rentabler werden die Anlagen (und die Ausgleichsleistung aus konventioneller Kraftwerksleistung kann weiter begrenzt werden).
Auch die diesjährige Internationale Konferenz zur Speicherung Erneuerbarer Energien (IRES) widmete sich im März 2015 dem Thema wie sich Speichersysteme in Zukunft weiter entwickeln müssen, insbesondere um die Energiewende dauerhaft abzusichern. Einen immer höheren Stellenwert nehmen dabei Hard- und Software-Lösungen ein, die gegebenenfalls für einen optimierten Strom-Mix aus erneuerbaren Energien und den Stromspeichern für bestimmte Regionen und Standorte sorgen.
Ob der Trend zur Eigenversorgung á la Familie Schmitt aus der Eifel weiter Schule macht wird sich zeigen. Noch machen in Deutschland die selbstgenutzten Energien weniger als 0,6 Prozent der verbrauchten Strommenge aus. Trotzdem wird es mit den neuen Batterien, die günstiger sind und eine höhere Energiedichte aufweisen, auch für Privatleute unter Umständen billiger, ihren eigenen Strom zu produzieren. Meistens aus Solaranlagen und Mini-BHKWs. Im Jahr 2015 soll die Anzahl der Anlagen auf 12.000 ansteigen. Für 2016 rechnet man mit mehr als 18.000 Speichern.
