Energiespeicher in NRW

Für die Speicherentwicklung in NRW ermöglicht die Verteilnetzstudie der Staatskanzlei NRW eine Orientierungshilfe für eine mögliche strategische Planung der Speicherverteilung, da hier netzknotenscharf zukünftige Einspeisungen aus Erneuerbaren Energien modelliert werden. Hierzu sind die Szenarien aus dem Klimaschutzplan NRW sehr interessant.

NRW hat bisher sehr viel Energie, vor allem Strom, selbst produziert und diese Energie auch in andere Bundesländer bzw. benachbarte  Ausland exportiert. Dieses Bild wird sich nun wandeln, da neben dem geplanten Offshore-Windenergieausbau auch eine Versorgung mit nrw-eigenen Erneuerbaren Energien realisiert werden soll. Die Konstellation von ländlicher Umgebung, in der die Erzeugung zukünftig verstärkt stattfindet und dem Ballungsgebiet schafft dabei besondere Herausforderungen und die Notwendigkeit mit Speichern als einer möglichen Option zur Flexibilisierung von Angebot und Nachfrage von Strom zu agieren. NRW hat es sich zum Ziel gesetzt in Zukunft zum einen als Flexibilitätsdrehscheibe bzw. als Hub zu agieren, um große fluktuierende Strommengen aus dem Norden entweder selbst zu konsumieren oder sie bedarfsgerecht weiterzuleiten und zum anderen möglichst viel des eigenen Erneuerbaren Energien Stroms selbst zu verbrauchen.

Zentrale Speicher

In NRW sind derzeit zwei großtechnische Speicheranlagen mit insgesamt knapp 300 MW in Betrieb – die Pumpspeicherwerke Koepchenwerk (Witten-Herdecke) und Rönkhausen (Finnentrop). Ein kleineres Pumpspeicherwerk ist in der Sorpetalsperre installiert. In einem Pumpspeicherwerk wird die Lageenergie von Wasser gespeichert. Diese entsteht beim Hinaufpumpen von Wasser in einen höher gelegenen Speichersee/Speicherbecken, das später wieder hinabgelassen wird und mittels Turbinen und Generatoren elektrischen Strom erzeugt. Pumpspeicher werden auch als Stundenspeicher bezeichnet, die auf Hoch- und Höchstspannungsebene angesiedelt sind. Für weitere Standorte in NRW, gibt die Potenzialstudie Pumpspeicher Aufschluss darüber, welche Flächen topografisch geeignet und konfliktarm zu beplanen sind.

Ebenfalls im großtechnischen Maßstab sind mittlerweile erste Pilotanlagen von Batteriesystemen in NRW im Einsatz, zum Beispiel ein 5 MW-Speicher an der RWTH Aachen. Steag plant den Bau von drei 15 Megawatt Speichern auf drei seiner Kraftwerksstandorte in NRW. Auf dem Gelände der Remondis in Lünen wird derzeit von Daimler und Kooperationspartnern ein Second-Life-Projekt für alte Batteriespeicher geplant.

Neben Stromspeichern sind natürlich auch große Wärmespeicher oder in gasförmigem (power-to-gas) oder flüssigem Zustand (power-to-liquid) gespeicherte Energie als Flexibilitätsoptionen von Bedeutung. Derartige Anwendungen treiben nicht nur die Sektorenkopplung voran, sondern ermöglichen die Energiespeicherung auch über längere Zeiträume hinweg. In Ibbenbüren hat RWE eine erste Anlage in kommerziellem Maßstab errichtet.

Dezentrale Speicher

Im Bereich der Hausspeicher, also der Batteriespeicher in Verbindung mit einer PV-Anlage, wurde in den letzten Jahren intensiv von der KfW gefördert. NRW befindet sich auf dem zweiten Platz der installierten und registrierten PV-Speicher-Systeme und die Nachfrage ist nach wie vor groß. Um auch dem Gewerbe die Möglichkeit zur regenerativen und autarken Energieversorgung zu geben, wird in NRW die Investition in einen Speicher an einer PV-Anlage mit mehr als 30 kW Leistung gefördert (siehe progres.nrw markteinführung)

Forschungsvorhaben

Am Technologiestandort NRW beschäftigt man sich bereits intensiv mit der Forschung und Entwicklung von Stromspeichersystemen. So hat die Landesregierung das Cluster EnergieForschung.NRW (CEF.NRW) eingerichtet, das sich mit der Umsetzung von energiewirtschaftlichen und klimapolitischen Zielvorgaben in NRW im Bereich der Energieforschung befasst. Darüber hinaus forschen und lehren zahlreiche Universitäten, Hochschulen und außeruniversitäre Einrichtungen zu diesem Thema. Besonders der Bereich Batteriespeicher hat in den letzten Jahren eine enorme Entwicklung vollzogen. Auch eine zunehmende Zahl an Besuchern macht deutlich, dass der Batterietag in NRW und die Speichermesse IRES in Düsseldorf einen wichtigen Stellenwert in der Branche haben, wenn es um Innovationen geht.

Im Bezug auf Großspeicheranwendungen wird neben der Erforschung neuer Technologien geprüft, ob alternative Standorte für Pumpspeicher in Verbindung mit bekannter Technologie einsetzbar sind. Im Blick sind dabei zum Beispiel die (Unter-)Tagebaue der Stein- und Braunkohlenreviere, die ein mögliches Potenzial zur Speichernutzung darstellen. Im Zuge des Strukturwandels der letzten Dekaden tritt der klassische Bergbau immer weiter in den Hintergrund. Das Fachwissen des Bergbaus und entsprechende Kapazitäten in Forschung und Industrie bleiben jedoch erhalten, wenn sie in einem neuen Kontext genutzt werden können.

Auch im Bereich der Energieumwandlung, zum Beispiel von Strom in Wasserstoff (power-to-gas), gibt es zahlreiche Forschungsvorhaben in NRW. Demonstrationsprojekte befinden sich zum Beispiel in Ibbenbüren, Herten und Niederaußem. Auch nehmen das Virtuelle Institut, das Brennstoffzelle-Wasserstoff-Netzwerk der EnergieAgentur.NRW und das Max-Planck-Institut für Energiekonversion in Mülheim wichtige Aufgaben in Bezug auf eine Weiterentwicklung dieser Technologie wahr.

Weitere Forschungsfelder sind zum Beispiel Kondensatoren für den Einsatz in Elektrofahrzeugen, Schwungmassenspeicher und Druckluftspeicher.