Energiewendeatlas Deutschland 2030

62 SPEICHER
SPEICHER 63
Kiel
ENERGIE
SPEICHERN
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Dresden
Großspeicher für
Erneuerbare Energien
Pumpspeicherkraftwerke
Bestehende
Pumpspeicherkraftwerke
Geplante
Pumpspeicherkraftwerke
Installierte Leistung:
100 MW
250 MW
1.000 MW
Erdgasspeicher*
Erdgasspeicher in Betrieb
Erdgasspeicher in Planung
oder Bau
* nutzbar für EE-Methan, teilw.
nutzbar für EE-Wasserstoff
Erdgasnetz (nutzbar für den
Transport von EE-Methan,
teilw. nutzbar für Wasserstoff)
Nutzungsmöglichkeiten
für EE-Speicherung in
unterirdischen Salzkavernen
z.B. mittels Wasserstoff oder
Druckluft
Deutschland will sich bis 2050 zu 80 bis 95 Prozent mit erneuerbarem
Strom versorgen. Dies erfordert stark wachsende Beiträge der wetterabhängigen
Wind- und Solarenergie. Mit ihrem zunehmenden Anteil wird
es allerdings schwieriger, das für die Netzstabilität notwendige Gleichgewicht
zwischen Stromangebot und –nachfrage zu halten. Es wird vermehrt
Zeiten geben in denen die Stromerzeugung den Bedarf übersteigt
und umgekehrt. Für das Gelingen der Energiewende ist es folglich notwendig,
dass sich der Kraftwerkspark, die Verbraucher sowie Speicher
der schwankenden Erzeugung anpassen, also flexibler werden. Zum Beispiel
kann die Stromerzeugung aus Biomasse zukünftig verstärkt flexibel
gesteuert werden. Im Haushalt der Zukunft beziehen die Haushaltsgeräte
wie die Waschmaschine aber auch das Elektroauto automatisch dann
Strom, wenn dieser am günstigsten ist. Dafür müssen die Geräte zunächst
intelligenter werden und sich ansteuern lassen. Auch Anreize für die Verbraucher
durch entsprechende Stromtarife sind erforderlich. Doch nicht
nur die Stromnachfrage von Haushalten kann flexibilisiert werden. Auch
die Industrie kann ihren Energiebedarf z.B. zeitlich verschieben. Diese
Lastverschiebung kann dazu beitragen, die schwankende Stromerzeugung
aus Wind- und Solarenergie auszugleichen.
Ebenso spielt die Speicherung des Strom für die Energiewende eine
wichtige Rolle. Hierfür kommen eine Reihe von Technologien in Betracht
wie zum Beispiel Batterien, Pumpspeicherkraftwerke oder die Nutzung
des Stroms zur Wasserstoffproduktion („Power to Gas“) bzw. Wärmeerzeugung
(„Power-to-Heat“). Sie unterscheiden sich hinsichtlich der Speicherkapazität,
des Wirkungsgrads, ihrer Kosten sowie ihres Einsatzspektrums,
das von kurzfristigen Systemdienstleistungsmaßnahmen
(„Regelenergie“) bis hin zum Lastausgleich über Tage oder Wochen reicht.
Die meisten Speichertechnologien sind bereits heute verfügbar, aber die
wenigsten sind bisher wirtschaftlich zu betreiben. Die technologische Entwicklung
muss noch weiter voranschreiten. Obwohl die bedeutende Rolle
von Speichertechnologien für die deutsche Energiewende auf der Hand
liegt, bietet der Markt derzeit kaum Anreiz, in die Technologien zu investieren:
Die Preisdifferenz zwischen Spitzen- und Grundlaststrom an der
Strombörse ist schlicht zu gering.
In welchem Umfang und wann welche Speichertechnologien zum Einsatz
kommen können und müssen, hängt neben den wirtschaftlichen Faktoren
auch von der Entwicklung des Erzeugungsparks, dem Netzausbau und
dem Erschließen weiterer Flexibilitätsoptionen ab. Trotz dieser Unsicherheiten
herrscht in der deutschen Forschungslandschaft weitgehend Konsens,
dass Langfristspeicher erst bei einem Anteil von mindestens 60 bis
80 Prozent Erneuerbaren Energien am Stromverbrauch relevant werden.
Die meisten Wissenschaftler sehen dabei die Power-to-Gas-Technologie
(PtG) als beste Option. Vorher sollten Flexibilitätsoptionen wie Lastmanagement
in Industrie und Haushalten erschlossen werden, die in der
Regel deutlich kostengünstiger sind.
Bund und Länder fördern mit dutzenden Forschungsprojekten die Weiterentwicklung
dieser Flexibilitäts- und Speicheroptionen. Einige werden in
diesem Kapitel vorgestellt.
Deutschlands 31 Pumpspeicherkraftwerke bie -
ten eine Speicherkapazität von rund 37 Mio. kWh.
Nach Fertigstellung des Nordlink können auch
weitere ausländische Speicherkapazitäten genutzt
werden. Aber auch in Deutschland gibt es
noch ein erhebliches Speicherpotenzial: Salzkavernen
im Norddeutschen Becken bieten die
Möglichkeit mit überschüssigem Strom Wasserstoff,
Methan oder Druckluft unter Tage zu speichern.
Auch ehemalige Ergasspeicherkavernen
können zukünftig mit klimaneutralen Gasen befüllt
werden. Das deutsche Gasnetz bietet der
PtG-Technologie mit seinen rund 440.000km
Leitungen hervorragende Voraussetzungen
nicht nur zur Speicherung, sondern auch zum
Transport.
Speichervolumen
2015 und Potenzial
2015: 37 Mio. kWh
Potenzial*: 337 Mrd. kWh
Quellen: FfE (2016), FNB Gas (2016), BGR Hannover (2015), LBEG (2015); EON Ruhrgas
*Gasspeicher Quelle: Sterner (2016)