Wie kann man erneuerbare Energien speichern?

Wie kann man erneuerbare Energien speichern?

Infografik Nr. 370597

Stromspeicher werden für unterschiedliche Zwecke eingesetzt. • zur kurzzeitigen Zwischenspeicherung; • zum Ausgleich von Tagesschwankungen; • als leistungsfähige großtechnische Anlage. Die langfristige Speicherung erneuerbarer Energien könnte mit Hilfe des Power-to-Gas-Verfahrens gelingen.

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Für die Stromgewinnung aus erneuerbaren Energien hat sich Deutschland weitreichende Ziele gesetzt: Der Anteil der Erneuerbaren am Bruttostromverbrauch soll bis 2035 auf 55-60 % und bis 2050 auf 80 % ansteigen. 2019 wurde bereits ein Anteil von rund 42 % erreicht. Mehr Strom aus erneuerbaren Energien bedeutet aber auch, dass die Versorgung immer stärker von Stromquellen wie Windkraft und Solarenergie abhängt, deren Ertrag je nach Wetterlage oder nach der Tages- und Jahreszeit schwankt. Um den Strombedarf dennoch jederzeit decken zu können, werden Kraftwerke in Reserve gehalten, die sich gegebenenfalls schnell zuschalten lassen. Besser und effizienter wäre es aber, den zu bestimmten Zeiten überreichlich anfallenden Strom zu speichern, damit er bei Bedarf wieder abgerufen werden kann.

Stromspeicher werden für unterschiedliche Zwecke eingesetzt. Für die • kurzzeitige Zwischenspeicherung eignen sich zum Beispiel Batterien, Kondensatoren oder Schwungradspeicher, mit denen sehr rasch auf Schwankungen im Stromnetz reagiert werden kann. Ihre Speicherkapazität ist allerdings begrenzt. Etwas längere Einsatzzeiten haben • Speicher, die zum Ausgleich von Tagesschwankungen dienen, wie etwa Batterien in Wohnhäusern zur Speicherung des tagsüber gewonnenen Solarstroms, oder die Batterien von Elektroautos, die sich damit für eine gewisse Zeit unabhängig vom Netz bewegen können. Als leistungsfähige • großtechnische Anlagen kommen Druckluftspeicher und Pumpspeicherwerke in Betracht. Im ersten Fall wird Luft durch elektrisch betriebene Kompressoren unter großem Druck in unterirdische Kavernen gepresst; lässt man die Druckluft wieder entweichen, betreibt sie einen Generator zur Erzeugung von Strom. Doch handelt es sich dabei eher um ein Zukunftsprojekt. Pumpspeicherwerke sind dagegen schon lange zuverlässig in Betrieb; in Deutschland gibt es etwa 25 größere Pumpspeicher. Sie bestehen jeweils aus einem unteren und einem oberen Speicherbecken, die durch Druckrohre miteinander verbunden sind. Mit überschüssigem Wind- oder Solarstrom lässt sich eine Pumpe betreiben, die Wasser aus dem Unter- ins Oberbecken pumpt. Besteht ein Stromengpass, zum Beispiel in Spitzenlastzeiten, strömt das Wasser talwärts über eine Turbine und erzeugt so wieder elektrischen Strom.

Die • langfristige Speicherung erneuerbarer Energien könnte mit Hilfe des Power-to-Gas-Verfahrens gelingen: Dabei wird überschüssiger Strom genutzt, um aus Wasser durch Elektrolyse Wasserstoff zu gewinnen; dieser kann durch Zugabe von CO2 weiter in Methan umgewandelt werden. Letztlich geht es darum, elektrische Energie in chemischen Energieträgern zu speichern.

Reihe: 53
Reihentitel: Zahlenbilder
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Ausgabe: 02/2020
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