Stromspeicher: Neue Technologien sind unverzichtbar

Die Vollversorgung mit Ökostrom kann nur sichergestellt werden, wenn gute Speichermöglichkeiten zur Verfügung stehen. Dabei sind bewährte Technologien genauso wichtig, wie neue Arten von Stromspeichern.

Stromspeicher: Verschiedene Arten und innovative Technologien
Foto: © cooper.ch / wikipedia.org (CC BY-SA 3.0)
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Strom aus erneuerbaren Energiequellen lässt sich nicht auf Knopfdruck produzieren. Je nach Wetterbedingungen und Jahreszeit schwanken die erzeugten Mengen enorm. Damit Haushalte und Industrie trotz dieser Schwankungen zuverlässig mit Energie versorgt werden können, braucht es ausreichend Speichermöglichkeiten.

Die beste Speichermöglichkeit: Pumpspeicherkraftwerke

Bewährt für das Speichern von Strom sind Pumpspeicherkraftwerke. Sie bestehen aus zwei grossen Wasserbecken, die unterschiedlich hoch gelegen sind. Wird aufgrund guter Wetterbedingungen ein Überschuss an Strom produziert, kommen die Pumpen zum Einsatz. Sie pumpen mit der überschüssigen Energie Wasser vom unteren in das obere Becken. Wird die eingespeicherte Energie benötigt, strömt das Wasser wieder in das untere Becken hinab und treibt dabei Turbinen an, die Strom erzeugen.

In der Schweiz gibt es rund 40 solcher «Strom-Batterien». Der Basler Energieversorger IWB ist an sieben solchen Kraftwerke beteiligt, wobei drei dieser Kraftwerke reine Pumpspeicherkraftwerke sind (Hinterrhein, Oberhasli, Maggia). Die anderen Kraftwerke werden hauptsächlich durch natürliche Zuflüsse gespeist. Dank ihnen können Haushalte und Industrie bei hohem Bedarf schnell und flexibel mit Strom versorgt werden. Allein die Pumpspeicherkraftwerke des Balser Energieversorgers IWB (Industrielle Werke Basel) können Strom für über 120.000 Haushalte bereitstellen. Eines der Kraftwerke, die die IWB betreiben, ist der Grimselsee im Berner Oberland. Bereits seit 1932 wird hier überschüssiger Strom gespeichert. Bisher ist dies vor allem nachts und am Wochenende der Fall, wenn mehr Strom zur Verfügung steht als benötigt wird. In Zukunft werden Stromüberschüsse jedoch viel häufiger auftreten. Das liegt daran, dass mehr und mehr Energie aus der stark schwankenden Wind- und Solarkraft erzeugt wird.

Um die zukünftigen Stromüberschüsse speichern zu können, werden Pumpspeicherkraftwerke langfristig nicht ausreichen. Ergänzend müssen weitere Speichermöglichkeiten eingesetzt werden.

Neue Wege gehen: Innovative Speichertechnologien

Besonders grosses Potenzial sehen Energiedienstleister wie die IWB in der sogenannten «Power-to-Gas-Technologie». Hierbei wird Ökostrom durch Elektrolyse in Wasserstoff umgewandelt. In dieser Form kann es im Erdgasnetz gespeichert und bei Bedarf wieder zur Stromerzeugung eingesetzt werden. Bisher befindet sich diese Speichermöglichkeit noch in den Anfängen. Doch es laufen bereits einige Power-to-Gas-Kraftwerke im Testbetrieb, um die Technologie weiter zu erforschen und zu verbessern.

Neben der innovativen Power-to-Gas-Technologie werden auch zahlreiche weitere Speichermöglichkeiten erforscht oder optimiert. Zum Beispiel sogenannte Druckluftspeicher, bei welchen Strom in Form von Druckluft unter der Erde gespeichert wird. Weltweit gibt es erst zwei solcher Kraftwerke, eines in Deutschland und eines in den USA.

Auch Magnetfelder werden bereits vereinzelt zur Stromspeicherung eingesetzt. Allerdings muss hierbei viel Energie zur Kühlung aufgewendet werden, weshalb Magnetfelder vor allem zur kurzzeitigen Speicherung sinnvoll sein können.

Altbekannt sind Batterien als Speichermöglichkeit. Hier hat sich in den letzten Jahren viel getan. Bestehende Arten von Batterien sind viel leistungsfähiger geworden, ausserdem bieten innovative Technologien wie die Lithium-Ionen-Batterien oder die Redox-Flow-Batterien grosses Potenzial.

Wie effizient die einzelnen Methoden Energie speichern und wieder zu Strom verwandeln können, ist sehr unterschiedlich. In vielen Fällen können durch weitere Forschung noch deutlich höhere Wirkungsgrade erreicht werden als bisher. Bis es soweit ist bleiben die Pumpspeicherkraftwerke aber ungeschlagen: Sie erhalten 85 Prozent der ursprünglichen Energie.

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Quelle: IWB (Industrielle Werke Basel),Text: Leena Heinzelmann