Gerade die regenerativen Energiequellen Wind und Sonne produzieren oft mehr Strom, als gerade gebraucht wird. Daher wird händeringend nach Energiespeicher Lösungen gesucht. In Süddeutschland will ein Unternehmen jetzt einen komplett neuen Ansatz ausprobieren.
Jeder kennt das Problem eines leeren Akkus. Wenn das Smartphone aus ist, ärgern wir uns. Trotzdem können wir es an jeder Steckdose aufladen. Und das Bitteschön mit Ökostrom, sagen viele. Doch dieser hat eine ganz besondere Eigenart.
Weht nämlich kein Wind oder bleibt allzu große Sonnenstrahlung aus, fällt ein großer Teil der regenerativen Energieerzeugung flach. Vor einem anderen Problem stehen wir, wenn das Gegenteil eintritt: Läuft die Energiegewinnung nämlich besser als erwartet, droht das Netz zu überlasten.
Wir werfen den Strom praktisch weg. Sollten wir einmal komplett auf konventionelle Energieerzeugung verzichten wollen, müssen wir Energiespeichern entwickeln. Und das kann man sich ruhig so vorstellen: riesige Batterien.
Der größte Energiespeicher: Der weltgrößte Akku hat 50 Millionen US-Dollar gekostet
Im November 2017 schaffte es der US-Amerikaner Elon Musk mit seinem Unternehmen Tesla, in 100 Tagen die weltgrößte Batterie zu entwickeln. Der Akku arbeitet mit derselben Technologie, wie die Energiespeicher in unseren Smartphones. Mit 100 Megawattstunden ist die Lithium-Ionen Super-Batterie aber um vieles größer.
Zum Vergleich: Ein guter Handyakku hat 4000 Mili-Ámperestunden bei 3.8 Volt. Umgerechnet sind das 0,0152 Megawattstunden. Dafür ist die Energiespeicheranlage in Südaustralien von Musk’s Unternehmen auch um einiges größer und hat etwa 50 Millionen US-Dollar gekostet. Sie soll dabei helfen das Netz zu entlasten und kann bis zu 30.000 Haushalte mit Strom versorgen
Akkus mit Lithium-Ionen Technologie haben große Vorteile: Sie können sehr viel Energie speichern, sind leicht und schnell aufladbar. Allerdings gibt es auch Nachteile: Die Ladezyklen sind begrenzt. Man kennt den Trick fürs Handy: Nicht auf 100 Prozent Aufladen, das verlängert die Lebensdauer. Genauso verhält es sich im Übrigen auch beim Entladen. Der Akku sollte möglichst nie auf 0 Prozent stehen. Glücklicherweise haben Ingenieure in der Regel bereits Schutzmechanismen eingebaut.
Trotzdem lohnt es sich, diese Regeln zu beherzigen.In vielen Geräten stecken heute fest verbraute Lithium-Ionen Akkus. Ist dieser funktionsuntüchtig, muss das Gerät ersetzt werden.
Auch die Herstellung der Akkus mit dieser Technologie ist nicht unumstritten: Der Abbau der für sie nötigen seltenen Erden ist aufwendig. Und wie der Begriff schon sagt, sind die Ressourcen Lithium, Mangan, Nickel und Kobalt selten im Vorkommen. Man arbeitet daher also gerade fieberhaft daran, deren Bedarf in den Akkus zu verringern. Eine neue Technologie muss aber irgendwann einmal her. Denn das Lithium wird eines Tages wohl endgültig verbraucht sein.
Die deutschen Energiespeicher: Wasser-Akkus
Auch in Deutschland gibt es Energiespeicher. In der Regel sind das aber sogenannte Pumpspeicherkraftwerke, die sich das Gefälle in der Natur zunutze machen. So wird das Wasser an einem Wasserfall beispielsweise dafür genutzt, riesige Turbinen in Gang zu setzen, die wiederum Energie erzeugen. Das Wasser wird dann aber wieder hochgepumpt. Ganz einfach, um zu warten, bis Energie wieder gebraucht wird. Das angestaute Wasser ist damit Teil der Batterie.
Der tiefste Energiespeicher: die Riesenbatterie tief unter der Erde
Einen beinahe entgegengesetzten Ansatz soll eine geplante Anlage in Süddeutschland verfolgen. Um die dort von Photovoltaik-Anlagen erzeugte Energie zu speichern, will man ein riesiges Loch 140 Meter tief in die Erde bohren. Dieses soll mit Wasser und einem gewaltigen Kolben aus Beton gefüllt werden. Gibt es genug Energie, wird Wasser in das untere Ende des Beckens gepumpt, sodass der Kolben nach oben gedrückt wird.
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Bei Energiemangel wiederum nimmt man den Druck heraus, der Kolben senkt sich. Turbinen wandeln den Druck des Betons auf das Wasser in Energie um. Das unterirdische Pumpkraftwerk mit einem Megawatt Speicherleistung könnte zum Vorbild für weitere Anlagen dieser Art werden.
Die Bundesregierung hatte 2012 in einer Studie untersuchen lassen, ob man ehemalige Kohlekraftwerke nicht “in Batterien umwandeln könne”. Das Bergwerk in Prosper-Haniel könnte das erste dieser Art sein und 450.000 Haushalte mit Strom versorgen.
Die heimischen Energiespeicher: Riesenbatterien für Zuhause
Der Betrieb von Solaranlagen ist für Hausbesitzer noch immer attraktiv: Energie und Wärme über Paneele auf dem Dach zu erzeugen, spart Geld und überschüssige Energie speist man einfach zurück ins Netz. Einige Anwender jedoch haben ein Interesse daran, diese Energie lieber selbst zu nutzen.
Auch US-Unternehmer Musk hat dafür vor einiger Zeit eine neue Technologie vorgestellt. Die “Powerwalls” können zwischen 7 und 10 Kilowattstunden speichern und sind in der Lage, das unterbrechungssichere Aufladen des eigenen Elektroautos möglich zu machen.
Ein anderes Unternehmen aus dem Allgäu beispielsweise bietet mit seiner sogenannten “Sonnenbatterie Eco” sogar ein weiteres Modell auf Lithium-Ionen Basis mit bis zu 16 Kilowattstunden an. Eine solche Batterie kostet allerdings etwa 12.000 Euro. Experten rechnen daher in diesem Bereich mit erhöhten (?) Kosten pro Kilowattstunde. Die liegen aktuell bei mindestens 500 Euro pro Kilowattstunden, wobei Experten darauf hinweisen, dass die Faktoren Installation und Garantieservice mit eingerechnet werden sollten.
Wer sich für einen solchen Speicher interessiert, sollte diese Faktoren und die Leistung der eigenen Solaranlage und die aktuellen Einspeisevergütungen für die selbst erzeugte Energie genau prüfen. Die Bundesregierung fördert unter bestimmten Bedingungen auch die Installation von eigenen Speicheranlagen. Beraten lassen kannst du dich bei der KfW, die bis Ende 2018 mit bis zu 4000 Euro dabei ist.
Energiespeicher gibt es in jeglichen Formen: riesige Batterien tief unter der Erde, Pumpspeicherkraftwerke und kleinere lokale Speicher für zu Hause. Wir wissen, noch stecken die Technologien in den Kinderschuhen. Das Speichern von Strom wird Forschung und Gesellschaft bestimmt noch lange beschäftigen. Mit Spannung kann man die Entwicklung der Energiespeicher in den nächsten Jahren und Jahrzehnten beobachten.
