Ideensuche

Ideen zur Speicherung des Ökostroms

Im Energiesektor herrscht Bewegung wie nie zuvor: Die erneuerbaren Energien sind auf dem Vormarsch, bis zum Jahr 2020 soll ihr Anteil am Gesamtstrommarkt auf 30 Prozent steigen. Im April ging vor der Insel Borkum der erste Offshore-Windpark in Betrieb, er soll jährlich 220 Gigawatt Windstrom liefern.

Strompreise© Gina Sanders / Fotolia.com

Leinfelden (dapd/red) - Laut Bundesverband Windenergie deckte die Windkraft bereits 2009 knapp sieben Prozent des deutschen Strombedarfs. Doch noch hat die Windkraft ein Problem, das sie mit anderen regenerativen Energiequellen wie der Wasserkraft und der Photovoltaik teilt: Der produzierte Ökostrom lässt sich nicht effizient genug speichern.

Wenn nämlich der Wind ordentlich weht oder die Sonne sich in den Photovoltaikanlagen spiegelt, steht oft mehr Strom zur Verfügung als gebraucht wird. Diese Überproduktion kommt die Stromerzeuger teuer zu stehen, denn dann sinken die Preise an der Strombörse in den Minusbereich. Das heißt, die Produzenten müssen sogar noch draufzahlen, wenn sie ihre Energie loswerden wollen, berichtet der Wissenschaftsjournalist Bernd Müller. Ebenso ungünstig ist es aber, wenn sich die Luft nicht bewegt und sich die Sonne hinter den Wolken versteckt: Dann müssen nach wie vor Kohle-, Gas- und Atomkraftwerke die entstehende Lücke schließen.

Lösungen für das Speicherproblem

Weltweit tüfteln Wissenschaftler und Ingenieure darum an einer Lösung, mit der die grüne Energie kontinuierlich verfügbar sein soll - unabhängig vom Erzeugungszeitpunkt. Bisher bewährte Verfahren bieten jedoch nur begrenzte Kapazitäten. Beispiel Pumpspeicherkraftwerke: Steht mehr Strom zur Verfügung als aktuell gebraucht wird, pumpen die Anlagen damit Wasser in höher gelegene Stauseen. Steigt die Energienachfrage, wird es wieder abgelassen und treibt dabei eine Turbine an. Der Energieverlust beträgt bei dieser Lösung gerade einmal 15 Prozent - ein vergleichsweise guter Wert. Aber: "Um eine viertägige Windflaute auszugleichen, müsste man den Bodensee aufs Niveau der Zugspitze pumpen", bringt Roland Hamelmann das Problem auf den Punkt.

Mit einer maximalen Jahresleistung von 0,04 Terawatt könnten die deutschen Pumpspeicherkraftwerke nur einen minimalen Bruchteil des deutschen Energiebedarfs decken. Dieser lag 2009 bei 540 Terawatt (eine Zahl mit 17 Stellen). In wirtschaftlich guten Jahren stieg er auch schon auf über 600 Terawatt. Zudem wäre die Errichtung riesiger neuer Stauwasserbecken wahrscheinlich politisch nicht durchsetzbar.

Weniger massive Eingriffe in die Landschaft wären bei einer anderen Technologie notwendig, den Druckluftspeichern: Hier liegen die Speicher unter der Erde, gefüllt werden sie mit verdichteter Luft. Die dazu notwendige Pumpe wird, ähnlich wie bei den Pumpspeicherkraftwerken, mit der aus Windkraft oder Sonnenlicht gewonnenen Energie betrieben. Lässt man die gepresste Luft wieder ausströmen, treibt sie über eine Turbine einen Generator an. Allerdings gehen bei dieser Methode rund 60 Prozent der ursprünglich gewonnenen Energie verloren. Der Wirkungsgrad der Anlagen soll langfristig gesteigert und der Verlust auf 30 Prozent reduziert werden. Schließen ließen sich die Lücken, die sich etwa bei einer anhaltenden Windflaute auftäten, aber wahrscheinlich dennoch nicht.

Flexibel einsetzbar: Wasserstoff

Die Hoffnungen vieler Experten ruhen daher vor allem auf der Wasserstofftechnologie. Dabei wird der aus Ökostrom Quellen erzeugte Strom genutzt, um Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Letzterer kann für andere industrielle Prozesse genutzt oder ohne schlechtes Gewissen in die Atmosphäre entlassen werden, während der Wasserstoff in unterirdische Speicher gelangt. Ein großer Vorteil gegenüber gespeicherter Luft: Wasserstoff lässt sich rund 70 Mal stärker verdichten. Letztlich könnte er beispielsweise zur Betankung von Brennstoffzellenautos zur Verfügung stehen.

Vielleicht ist der Wasserstoff aber auch nur ein weiterer Zwischenschritt zu einer Technologie, für die nicht mal mehr eine neue Infrastruktur benötigt würde: Synthetisches Erdgas als Energieträger ist für Martin Buxbaum, den technischen Leiter von SolarFuel Technology, der wahre Hoffnungsträger. Herstellen lässt es sich verhältnismäßig einfach durch die Reaktion von Kohlendioxid mit Wasserstoff. Das zum Beispiel in Kraftwerken und der Industrie ständig anfallende, als Klimagas gefürchtete Kohlendioxid könnte sein Umweltkonto somit zumindest ein wenig aufbessern.

Hoffnungsträger Erdgas

Der große Vorteil des künstlich hergestellten Erdgases: Es ist psychologisch deutlich besser akzeptiert als der als gefährlich verschriene Wasserstoff und es existiert bereits ein riesiges Leitungsnetz, in das das synthetische Gas eingeschleust werden könnte. Durch seine Verbrennung können sowohl Häuser geheizt als auch Autos oder stromerzeugende Gasturbinen betrieben werden. Und: Obwohl der Wirkungsgrad auch hier unter 50 Prozent liegt, würde die auf diese Weise speicherbare Energiemenge ausreichen, um den Ausfall sämtlicher erneuerbaren Energien mehrere Monate lang zu überbrücken.

Einziger Haken an der Sache seien momentan noch die Erdgaspreise: Mit den zwei Cent pro Kilowattstunde, die natürliches Erdgas aus Russland derzeit auf dem Strommarkt kostet, könne synthetisches Erdgas nicht konkurrieren. Wirtschaftlich tragbar wären derartige Projekte nur dann, wenn der auf diese Weise erzeugte Strom ähnlich hoch wie Energie aus Wasser-, Sonnen- oder Windkraft vergütet würde. Das sei dann allerdings nicht länger Sache der Ingenieure, sondern der Politik.