Elektrizität: Schlüssel zu einem nachhaltigen und klimaverträglichen ...

2.1 Einführung
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III.2 Stromspeichertechniken
Der Anteil der regenerativen Energiequellen an der Gesamtstromerzeugung ist in Deutschland in den letzten
Jahren stetig gestiegen. Den Löwenanteil am Zuwachs hat dabei die Windenergie, die weiter erheblich
wachsen und damit in absehbarer Zukunft das Erzeugungsprofil deutlich dominieren wird.
Allerdings hat Windkraft (das gleiche gilt für die im Moment noch relativ unbedeutende Photovoltaik) ein
zeitlich stark fluktuierendes Einspeiseprofil. Dieser zeitlich schwankenden Einspeisung steht auch auf der
Verbraucherseite eine zeitlich fluktuierende Entnahme gegenüber – die Differenz muss mit kurzfristig regelbaren
Kraftwerken und Speichern ausgeglichen werden (Primärregelung im Millisekundenbereich, Sekundärregelung
im Minutenbereich). Die Erlöse für diese so genannte Regelenergie sind dabei selbst starken Schwankungen
ausgesetzt und spiegeln sich als äußerst volatiler Preisindex auf dem EEX-Spotmarkt wider. In einzelnen
Stunden steigt der Spotmarktpreis teilweise auf das 4-fache des Durchschnittspreises, in anderen Stunden
mit extremem Stromüberschuss werden sogar negative Preise erzielt. Der Grund ist, dass die Regelenergie
teilweise nur aus vergleichsweise träge anpassbarer Kraftwerksleistung bereitgestellt werden kann und so
die Fluktuationen nur mühsam ausgeglichen werden können (die Prognose der Windeinspeisung ist bereits
im Minuten- und Stundentakt unsicher und weist in der Ein- oder Mehrtagesvorausschau bereits sehr erhebliche
Abweichungen vom tatsächlich eintretenden Verlauf auf).
Stromspeicherung als Teil des Netzmanagements wird daher in Zukunft eine zunehmend wichtige Aufgabe
werden und die Einbindung von möglichst effizienten, dezentralen Speichern für elektrische Energie erfordern 1 .
Aufgrund der starken Volatilität des Strompreises sind dabei unter Umständen auch Speichertechniken mit
relativ geringer Effizienz wirtschaftlich. Mit zunehmender Integration von Speichern und Etablierung von
Lastmanagement-Instrumentarien wird diese starke Volatilität jedoch tendenziell zurückgehen, so dass auch
jetzt schon nur Speichertechniken ausreichender Effizienz weiterentwickelt werden sollten.
Als mögliche Stromspeicher kommen in Betracht:
Mechanische Speicher
• Schwungrad
Hydraulische Speicher
• Pumpspeicherkraftwerk
• Druckluftspeicher
Elektrische Speicher
• Supraleitende Spulen
• Doppelschichtkondensatoren
Elektrochemische Speicher
• Batterien
• Redox-Flow-Zellen
• Wasserstoff-Elektrolyse (+ Brennstoffzellen)
1 Siehe zu diesem Thema z. B. auch R. Schlögl und F. Schüth, Transport- und Speicherformen für Energie, in Die Zukunft der Energie,
herausgegeben von P. Gruss und F. Schüth, Verlag C. H. Beck, München 2008, S. 246-281