Stromspeicherung

Energiespeicher als eine relevante Flexibilisierungsoption sind auf verschiedenen Netzebenen in verschiedenen Leistungsklassen sinnvoll einsetzbar. Aktuell stehen Speichertechnologien für alle erforderlichen Anwendungsfelder der Energiewende zur Verfügung, allerdings zu sehr unterschiedlichen Kosten und mit unterschiedlichen Eigenschaften. Generell ist es für alle Speicherarten relevant zu wissen, wo im Stromnetz Überschüsse an Strom aus Erneuerbaren Energien auftauchen. Für einen Kurz-Überblick sind die Speicher im Folgenden grob nach der Dauer der Speicherung eingeteilt.

Strom-Kurzzeitspeicher

Um für kurze Zeiträume Strom zu speichern, eigenen sich vor allem leistungsstarke Speicher mit eher geringerer Kapazität. Klassischerweise sind in diesem Segment neben Batteriespeichern auch Schwungradspeicher zu finden. Im Wesentlichen geht es hier darum, Stromschwankungen und damit verbundene Belastungen des Stromnetzes im Bereich von Sekunden und Minuten auszugleichen.

Strom-Stundenspeicher

In diesem Zeitbereich sind Pumpspeicher, zentral angeschlossen an die Hoch- und Höchstspannungsebene, eine vergleichsweise kostengünstige Option. Sie bieten eine zuverlässige Technik und geringe spezifische Investitionskosten. Allerdings sind sowohl die Planung und der Bau sehr langwierig und die Gesamtinvestitionskosten auf Grund der des großen Maßstabs der Anlagen sehr hoch.
Weiterer geeigneter Speichertyp ist auch hier der Batteriespeicher. Zum einen kann er „Stand-Alone“ zentral im Nieder- oder Mittelspannungsnetz eingesetzt werden, um so genannte Systemdienstleistungen anzubieten. Diese Batteriespeicher sind vergleichsweise groß, üblicherweise im Megawatt-Maßstab, und liefern bei Bedarf Ausgleichsenergie. In kleinerem Maßstab werden Batteriespeicher zunehmend dezentral in Verbindung mit einer Photovoltaikanlage errichtet. Das Erneuerbare-Energien-Gesetz schreibt in seiner Novellierung vor, dass maximal 70 % der installierten PV-Leistung ins Netz abgegeben werden dürfen. Somit helfen Batteriespeicher, diese Energie, die mit den restlichen 30 Leistungsprozent erzeugt werden, zu speichern, statt zu verwerfen.

Strom-Langzeitspeicher

Der Langzeitspeicherbedarf über Tage und Wochen ist gemäß zahlreicher Studien erst ab hohen Anteilen der Erneuerbaren Energien am Strommix von über 70-80%, also erst ab dem Jahr 2040-2050, zu erwarten. Vielversprechend ist hier die Technologie Power-to-Gas, die zur Familie der Power-to-X gehört. Hier wird mittels Elektrolyse, die Strom benötigt, aus Wasser Wasserstoff gewonnen, der wiederum gespeichert werden kann. Allerdings ist die gesamte Kette von Herstellung des Wasserstoffs bis zur Rückumwandlung in Strom mit hohen Verlusten behaftet, so dass dieser Pfad derzeit sehr unwirtschaftlich ist. Hingegen ist die Verwendung des Wasserstoffs in anderen Sektoren, z.B. im Verkehr schon früher interessant, da hier gegen hohe Kraftstoffpreis gerechnet werden muss. Es ist auch sehr wahrscheinlich, dass Überschüsse in Wärmespeicher überführt werden. Denn hier fallen fast keine Umwandlungsverluste an und beim Einsatz z. B. einer Wärmepumpe kann sogar etwa das 4fache der eingesetzten Überschuss-Energie in den kostengünstigen Wärmespeicher eingebracht werden.