Energiespeicher

Um die Abhängigkeit von Wetter, Tages- und Jahreszeit zu reduzieren, muss überschüssiger Strom aus Windkraft- und Photovoltaikanlagen gespeichert werden können. Prognosen über den erforderlichen Speicherbedarf sind von dem Energiesystem abhängig, das wir mit der Energiewende und der Dekarboisierung unserer Wirtschaft konkret realisieren werden. Je nach zugrundegelegten Zukunftsszenarien schwanken deshalb die Ergebnisse solcher Berechnungen nach einer Studie des Fraunhofer-Instituts für Windenergie- und Energiesystemtechnik zwischen 2,5 TWh und 15 TWh für 2020 und zwischen 0 und 70 TWh für 2050. TWh bedeutet Terawattstunde, also eine Milliarde Kilowattstunden beziehungsweise 1 Billion Wattstunden.  Zum Vergleich: Der jährliche Strombedarf in Deutschland liegt bei etwa 500TWh – 600 TWh. Das entspricht durchschnittlichen Leistungen im Bereich von rund 60 Gigawatt.[1][2][3]

 

Grundsätzlich kann man grob drei Typen von Stromspeichern unterscheiden:

  • Kurzzeitspeicher
  • elektrochemische Speicher (Akkumulatoren)
  • Langzeitspeicher.

Kurzzeitspeicher sind in der Lage, sehr schnell elektrische Energie aufzunehmen und abzugeben, verfügen aber in der Regel nur über geringe Speicherkapazität. Zu den Kurzzeitspeichern gehören

  • supraleitende magnetische Energiespeicher (SMES)
  • Kondensatoren
  • Schwungmassespeicher.

Elektrochemische Speicher sind

  • Blei-Säure-Batterien
  • Nickel-Cadmium-Batterien
  • Lithium-Ionen-Batterien
  • Hochtemperaturbatterien und
  • Redox-Flow-Batterien

Zu den Langzeitspeichern zählt man

  • Pumpspeicherwerke
  • Druckluftspeicher und
  • Gasspeicher (Power to Gas).

Bei Größenangaben hat man zu unterscheiden zwischen den Leistungsdaten in den Einheiten

  • kW (Kilowatt = 1000 Watt), MW (Megawatt = 1 Million Watt) bzw. GW (Gigawattt = 1 Milliarde Watt)

und den speicherfähigen Energiemengen in den ähnlich klingenden Einheiten

  • kWh (Kilowattstunden), MWh (Megawattstunden), GWh (Gigawattstunden) und TWh.

Leistung ist Energie pro Zeit, hohe Leistung muss also nicht einhergehen mit hoher Energiemenge, wenn diese Leistung wie etwa bei herkömmlichen Kondensatoren nur über extrem kurze Zeit bereitgestellt werden kann.