Die Sonnenkraft für später speichern

Für das technische Gelingen aber auch die Akzeptanz der Energiewende sind Stromspeicher ein Schlüsselfaktor: Bei zunehmender Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien (EE), die insbesondere vom schwankenden Angebot an Sonne und Wind abhängig sind, sorgen Speicher für Netzsicherheit und Flexibilität. Sie springen ein, wenn der Bedarf an Strom und dessen Erzeugung auseinanderliegen und schließen die Versorgungslücke. Stromspeicher haben somit das Potenzial, den von vielen EE-Kritikern als unverträglich und zu langsam bezeichneten Ausbau der großen Stromtrassen in Deutschland zu vermeiden.

Vor allem im privaten Bereich gewinnen Stromspeicher immer mehr an Bedeutung: Eine wachsende Zahl von Haushalten speichert den selbsterzeugten Solarstrom, um ihn bei Bedarf selbst nutzen zu können. Die Unabhängigkeit von Energiekonzernen und immer weiter steigendenden Strompreisen ist ein Hauptargument für den eigenen Stromspeicher. Ein weiterer Anreiz ist, dass es angesichts der gesunkenen Einspeisevergütung für Photovoltaik-Anlagen ökonomischer ist, den Strom selbst zu verbrauchen anstatt ihn ins Netz einzuspeisen. Zudem fühlt es sich für viele Menschen einfach gut an, die Energieversorgung selbst in die Hand zu nehmen und damit den eigenen Beitrag zur Energiewende zu leisten, anstatt darauf zu warten, dass die Politik diese Verantwortung übernimmt.

Kurz- und Langzeitspeicher auf industrieller Ebene

Insgesamt gibt es sehr viele unterschiedliche Technologien zur Speicherung von Strom. Diese unterscheiden sich insbesondere in Bezug auf die konkrete technische Funktionsweise zur Speicherung des Stroms, die Speicherkapazität und den Wirkungsgrad sowie in Bezug auf das eingesetzte Speichermedium.

Auf Ebene von Industrie und Stromnetzbetreibern gibt es beispielsweise Kurzzeitspeicher wie Kondensatoren oder Schwungmassespeicher, die zur Stabilisierung des Stromnetzes dienen. Langzeitspeicher, die mit Druckluft- oder Pumptechnologie arbeiten, dienen vor allem zur Deckung kurzfristiger Verbrauchsspitzen (siehe Grafik). Für eine Stromspeicherung von mehreren Tagen bis zu einem Jahr eignen sich chemische Speicher, die mit Wasserstoff oder synthetischem Methan als Speichermedium arbeiten.

Von Lithium-Ionen und Blei bis zu Redox-Flow und Wasserstoff auf der privaten Ebene

Verbraucher, die mithilfe einer Photovoltaikanlage ihren eigenen Strom erzeugen, haben bisher die Wahl zwischen verschiedenen elektro-chemischen Speichertechnologien, die über eine Entladezeit von einer Stunde bis zu mehreren Tagen verfügen. Mit einem Anteil von 90 Prozent sind Lithium-Ionen-Akkus inzwischen die meistverbreitete Technologie im deutschen Solarstromspeichermarkt. Bis zu 5.000 Ladezyklen, ein Wirkungsgrad von 90 Prozent, eine Entladetiefe von 70 bis 95 Prozent, Wartungsfreiheit und eine Lebensdauer von bis zu 20 Jahren machen sie Blei-Akkus, einer weiteren Speichertechnologie für Sonnenstrom, technisch überlegen. Aufgrund des relativ günstigen Ressourceneinsatzes und der Fertigung in hoher Stückzahl sind Blei-Akkus jedoch bisher wirtschaftlicher. Auch das Recycling einer Blei-Batterie ist weniger komplex und günstiger als das eines Lithium-Ionen-Akkus.

Großes Potenzial als Netzspeicher für die Energiewende wird Redox-Flow-Batterien prognostiziert: Bei der Flüssigbatterie können Energie und Leistung unabhängig voneinander skaliert werden und seltene Rohstoffe wie etwa Lithium werden zur Herstellung nicht benötigt. Das zumeist verwendete Vanadium kommt häufig vor, überwiegend gebunden in verschiedenen Mineralen. Zudem sind Redox-Flow-Speicher feuersicher und weniger giftig als andere Batterietechnologien.

Eine weitere vielversprechende Technologie für Privathaushalte ist die bereits auf industrieller Ebene eingesetzte Speicherung von Strom in Form von Wasserstoff. Die Vorteile hierbei sind, der extrem hohe Wirkungsgrad und die langfristige Speicherung. So wird Energie-Autarkie für Eigenheimbesitzer mit Solaranlage überhaupt erst möglich.

Energie-Autarkie wird wirtschaftlich

Unabhängig von der verwendeten Technologie rechnen sich Kleinspeichersysteme erst ab einem Preis von rund 1.000 Euro pro genutzter Kilowattstunde (kWh) Speicherkapazität. Selbst mit dem Förderprogramm, das der Bund in Kooperation mit der KfW neu aufgelegt hatte und das am 31.12.2018 eingestellt wurde, konnte diese Grenze nicht erreicht werden. Der Schritt zur Energie-Autarkie wird sich dennoch auch bald finanziell lohnen: Eine Analyse des Fraunhofer IWES prognostiziert bis 2023 einen Preisrückgang der Speicher um 75 bis über 80 Prozent.

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