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Die große Speicher-Frage

Berlin / Lesedauer: 4 min

Wird es künftig genug Kapazitäten geben, um Stromausfälle zu verhindern? Experten zeigen sich da nicht ganz sicher.
Veröffentlicht:10.10.2023, 05:00

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Hierzulande werden wieder mehr Wind- und Sonnenkraftwerke gebaut. Die Bundesregierung versucht, ihrem Ziel der Klimaneutralität schneller näher zu kommen. Manche Bürgerinnen und Bürger bezweifeln allerdings, ob die Energiewende technisch überhaupt machbar ist. Ein Argument lautet, Ökostrom könne nicht in ausreichender Menge gespeichert werden. Die Regierung riskiere also Stromausfälle.

Was ist der Grund für die Angst vor dem Blackout?

Im Gegensatz zur bisherigen Stromversorgung durch Atom-, Kohle- oder Gaskraftwerke, die rund um die Uhr arbeiten können, hängt die Stromproduktion mittels Windrädern und Solaranlagen vom Wetter ab. Deshalb können ungeplante kurz-, mittel- und langfristige Unterschiede zwischen Angebot und Nachfrage auftreten. Als Ursache kommen Schwankungen der Produktion innerhalb von Minuten oder Stunden in Betracht.

Außerdem gibt es eine gewisse Wahrscheinlichkeit sogenannter Dunkelflauten. Das sind längere Zeiten, in denen kaum Wind weht und die Sonneneinstrahlung gering ausfällt. Kritisch wird das besonders dann, wenn etwa im Winter ein besonders hoher Energiebedarf gedeckt werden muss. In solchen Fällen kann man künftig nicht einfach ein Kohlekraftwerk zusätzlich anschalten, sondern man braucht Speicher- oder Reserveenergie.

Welche Varianten der Speicherung existieren?

Zum einen kommen Batterien infrage. Diese lassen sich fest in Häusern installieren, um beispielsweise Sonnenstrom vom Dach zu speichern.

Unternehmen und Energieversorger nutzen dagegen deutlich größere Batterien. Außerdem verfügen bald Millionen Elektroautos über Stromspeicher, die nicht nur zum Fahren dienen, sondern die Energie auch ins Netz abgeben können, wenn sie in der Garage stehen.

Zweitens wird Wasserstoff eine Rolle spielen. Wenn das Stromangebot aus Wind- und Solarkraftwerken größer ist als die Nachfrage, kann man die überschüssige Energie in Elektrolyseuren einsetzen, um Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff zu zerlegen. „Dieser wird dann in Salzkavernen unterirdisch gespeichert“, erklärt Jan Figgener, Energie-Wissenschaftler der Technischen Universität Aachen. Kommt es zu einer Dunkelflaute, kann der Wasserstoff in Gaskraftwerken Strom erzeugen und so die Nachfrage decken. Reicht das gespeicherte Gas nicht aus, lässt sich ausnahmsweise fossiles Erdgas verwenden.

Weitere Varianten sind unter anderem Pumpspeicher-Wasserkraftwerke, Stromleitungen ins europäische Ausland, die den Ausgleich der Energieproduktion zwischen mehreren Staaten ermöglichen, und die flexible Regelung der Nachfrage. Manche Fabriken können beispielsweise ihre Produktion verringern, wenn Energie knapp und teuer ist.

Welche Rolle spielen Batterien?

Sie stellen nur eine Technik von mehreren dar und müssen nicht den größten Teil der Speicherlast tragen. „Batteriespeicher werden als Kurzzeitspeicher nicht für die Überbrückung von Dunkelflauten eingesetzt“, sagt Figgener, sie dienten „überwiegend zur Verschiebung von Energie innerhalb eines Tages oder die Erbringung von Regelleistung“. Batterien gleichen also nur kurzfristige Schwankungen aus. Ein Grund dafür ist, dass sie relativ teuer sind und zur Refinanzierung ihrer Kosten schnelle Be- und Entladungen erfordern. Für die längerfristige Speicherung von Energie und die Überbrückung von Dunkelflauten kommen sie deshalb eher nicht infrage ‐ für diese Fälle muss unter anderem Wasserstoff zur Verfügung stehen.

Muss man sich Sorgen über einen Mangel an Batterien machen?

Energie-Experte Figgener betreibt eine Internetseite (battery-charts.rwth-aachen.de), die die Fortschritte bei der Anwendung von Batterien darstellt. Noch steckt die Entwicklung hierzulande in den Kinderschuhen. Die derzeit verfügbare Speicherkapazität liegt bei zehn Gigawattstunden (GWh, Milliarden Wattstunden). Wenn das Energiesystem künftig ohne konventionelle Großkraftwerke auskommen soll, könnten jedoch Größenordnungen von 200 GWh nötig sein. Figgener ist optimistisch, dass dies zu erreichen ist: „Bei Stromspeichern tut sich einiges, wir haben Wachstum in allen Märkten.“ Das gilt für kleine Hausspeicher ebenso wie für Batterien in Unternehmen, bei Netzbetreibern und Energieversorgern.

Sein Kollege Stephan Liese vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme sagt: „Mehr als jede zweite Heimsolaranlage wird jetzt mit einem Batteriespeicher kombiniert.“ Die Hausbesitzer im Land wollen für den Abschied vom Erdgas gewappnet sein.

Was tun Unternehmen?

Einige Firmen investieren mittlerweile in große Batterien, um Regelenergie zum Ausgleich kurzfristiger Schwankungen zur Verfügung zu stellen. So hat der Energiekonzern RWE im nord-rhein-westfälischen Werne und im niedersächsischen Lingen Li-thium-Ionen-Batterien mit einer Kapazität von insgesamt 128 Megawattstunden (MWh, Millionen Wattstunden) installiert. Der Stromproduzent Leag plant eine Speicherkapazität von zwei GWh bis 2030. An seinem Kraftwerk Schwarze Pumpe in der Lausitz ist bereits eine Großbatterie mit 54 MWh in Betrieb. Ein weiteres Beispiel ist der Netzbetreiber TransnetBW, der eine Großbatterie zur Absicherung des Netzes in Kupferzell östlich von Heilbronn plant.

Gibt es eine bundesweite Speicher-Planung?

Im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums plant und reguliert die Bundesnetzagentur das Energiesystem. Sie geht davon aus, dass bis Mitte der 2030er-Jahre Batteriespeicher mit einer Leistung von 100 GWh installiert sind, bis Mitte der 2040er-Jahre von knapp 200 GWh. In der Prognose reichen solche Leistungen und Kapazitäten aus, um das Stromsystem stabil zu halten, auch unter den Bedingungen von nahezu hundert Prozent Elektrizitätsproduktion durch erneuerbare Energien.

Finanziert werden diese Reservekapazitäten über die Netzgebühren, die einen Teil der Stromrechnungen der Verbraucherinnen und Verbraucher ausmachen.