Energiespeicher drängen in den Markt

Nach Angaben des Weltklimarates (IPCC) muss bis zur Mitte des Jahrhunderts der globale Ausstieg aus der fossilen Energienutzung gelingen, um die Erderwärmung auf maximal zwei Grad zu begrenzen. Die Erneuerbaren Energien und auch Speicher bekommen beim globalen Energieumbau eine Schlüsselstellung. "Auf Grund des Klimaschutzes und Ressourcenknappheit werden wir unsere Energieversorgung auf Wind- und Solarenergie umstellen, weil es die günstigsten Energieversorger sind", so Michael Sterner, Professor für Energiespeicher an der Uni Regensburg. "Das bedeutet, dass Sonne und Wind unsere Primärenergie wird. Diese Energie nutzen wir zum Autofahren, für die Heizung und zur Stromerzeugung. Und in all diesen Bereichen werden Speicher essenziell."

Batteriespeicher werden durch Massenproduktion günstig

Eine sehr große Dynamik erlebt derzeit vor allem die Batterietechnik. Batterien stabilisieren schon heute zunehmend die Stromnetze und puffern Stromschwankungen kostengünstig ab. Einen starken Schub bekommt die Batterietechnologie jetzt vor allem durch die Elektromobilität. So baut zum Beispiel der kalifornische Elektro-Auto-Pionier Tesla zusammen mit Panasonic eine riesige Batteriefabrik für mehrere Milliarden Dollar in Nevada und treibt so die Massenproduktion von Lithium Ionen-Batterien weiter voran.

"Durch die Massenfertigung gehen die Kosten nach unten und wir erleben einen sehr schnellen Preisverfall, viel schneller als prognostiziert. Schon heute liegen die Preise dieser Batterien unter denen, die für 2020 erwartet wurden", so Professor Uwe Sauer, Speicherexperte an der RWTH Aachen.

Speicherexperte Sterner zeigt sich überzeugt, dass die Elektromobilität im großen Stil kommen wird: "Die E-Mobilität ist keine Spinnerei für die Zukunft, sie wird kommen. Und bei jeder Verdopplung der weltweiten Batterieproduktion sinken die Kosten um etwa 20 Prozent. Diese Technik wird ein Massenprodukt."

Selbsterzeugter Strom auch mit Batterien rentabel

Positiv sind die sinkenden Batteriepreise auch für die Speicherung von selbsterzeugtem Strom. "Solarstrom kostet heute in Deutschland nur noch 10 Cent pro Kilowattstunde und der aus der Steckdose schon 29 Cent", sagt Professor Eicke Weber, Leiter des Fraunhofer-Instituts für solare Energiesysteme und Präsident des Bundesverbandes der Energiespeicher. Er prognostiziert jetzt einen sehr schnell steigenden Bedarf an Speichern. "In Kalifornien sind die Stromspeicher schon heute günstig und das Speichern von Strom kostet dort nur noch 10 Cent pro Kilowattstunde. Es wird also für den Einzelnen interessant, seine Stromversorgung zu optimieren. In den nächsten Jahren wird sich die Revolution in den Speichertechnologien sehr rasch zeigen."

Aus Strom wird Gas und Kerosin

Sehr schnell entwickelt sich derzeit auch eine ganz andere Speichertechnologie: Die Herstellung von Treibstoffen aus Strom. Das sogenannte Power-to-Gas Verfahren wurde erst vor sieben Jahren entwickelt. "Mittlerweile gibt es 20 Pilotanlagen in Deutschland, über 200 Millionen Euro wurden investiert. Zudem haben wir weitere Projekte in Europa und viele Anfragen aus Lateinamerika und Asien", so Power-to-Gas -Experte Sterner. "Wir haben große Sprünge in der Technik gemacht. Wir begannen mit kleinen Pilotanlagen und jetzt gibt es große Megawattanlagen von Konzernen wie Audi, E.ON und Siemens. Heute ist die Technik ausgereift und fähig in den Markt einzutreten."

Bei Power-to-Gas wird mit Hilfe von Strom in der Elektrolyse aus Wasser (H2O) Wasserstoff (H2) und Sauerstoff. Der Wasserstoff lässt sich langfristig speichern. In der Brennstoffzelle kann dieser zu Strom und Wärme umgewandelt werden und auch Autos können damit fahren.

In weiteren Verfahren kann zudem aus Wasserstoff und Kohlendioxid Methan, Diesel, Kerosin und Methanol hergestellt werden. Methanol ist ein wichtiger Grundstoff für die chemische Industrie.

Für die langfristige Speicherung von Energie und den Ersatz von Erdöl und Gas gilt Power-to-Gas als Meilenstein. "Die Batterietechnik reicht nicht für den Betrieb von Flugzeugen und Schiffen und auch kann ich mit dem Batteriestrom keine Lacke herstellen", so Sterner. "Für die Produkte der chemischen Industrie, für alles was wir bisher aus Erdöl und Gas herstellen, ist die Technologie von Power-to-Gas maßgeblich."

Speicher senken Energiekosten

Einige Speichertechniken gibt es bereits seit Jahrzehnten. Weit verbreitet sind zum Beispiel Pumpspeicherkraftwerke: Mit überschüssigem Strom wird hier Wasser in einen höher gelegenen Stausee gepumpt, bei Bedarf wird diese Energie in der Turbine wieder zu Strom.

Mit dem Ersatz von fossilen Energien und dem Ausbau von Wind- und Sonnenenergie kommen nun viele neue Speichertechniken hinzu. Stadtwerke in Dänemark und Norddeutschland nutzen bereits überschüssigen Windstrom, um damit das Wasser für die Fernwärmeversorgung aufzuheizen; das spart Geld, entlastet die Stromnetze und fossile Energien werden so ersetzt.

Von den Zukunftschancen vieler Speichertechnologien zeigen sich Experten überzeugt. Jedoch "schwanken die Prognosen zur langfristigen Marktentwicklung von Speichern stark", sagt Peter Röttgen, Leiter des E.ON Innovation Center Energy Storage. "Aber in einem sind sich fast alle Studien einig: Mittel- bis langfristig sind Speicher für den Umbau unseres Energiesystems unerlässlich und senken die Kosten. Jetzt müssen wir die Technologien einführen und das notwendige Wissen Stück für Stück aufbauen", so Röttgen.