Diese 5 Stromspeicher sollen die Strompreise drücken

Eine Marktanalyse des Beratungsunternehmens Enervis kommt zu dem Schluss, dass innerhalb der nächsten zwei Jahre große Veränderungen für den Strommarkt in Deutschland bevorstehen. Von großen Batteriespeichern mit einem Megawatt Anschlussleistung sollen dann statt der heute 2,6 Gigawattstunden, 8,6 Gigawattstunden Speicherkapazität zur Verfügung stehen. Damit wären mehr als dreimal so viele Großspeicher Marktteilnehmer, als sie es heute sind. Die größte Motivation zum raschen Ausbau der Kapazitäten liegt dabei in den hohen Preisdifferenzen begründet, die sich durch die schwankende Energieproduktion ergeben.

Investoren können mit Großstromspeichern ordentliche Gewinne erzielen

Durch die große Differenz in den Preisen gestaltet sich der Bau von Großstromspeichern für Investoren wieder attraktiver. Doch nicht alle Arten von Stromspeichern versprechen dabei die gleiche Option von Rendite. Gerade Lithium-Ionen-Batterien, wie sie in E-Autos und typischen Elektrogeräten zum Einsatz kommen, weisen hier Schwachstellen auf. Da sie alle fünf bis zehn Jahre ausgetauscht werden müssten, wären sie für viele Industrieanlagen trotz der gesunkenen Preise deutlich teurer.

Glücklicherweise gibt es jedoch viele nützliche Konzepte der Stromspeicherung, die sowohl nachhaltig als auch günstig sein können. Einige von ihnen sind bereits seit Jahrzehnten im Einsatz, andere werden zurzeit in großangelegten Projekten auf Herz und Nieren geprüft.

1.      Pumpspeicherkraftwerke

Pumpspeicherkraftwerke sind ein bereits lange bekanntes Konzept, das schon seit Jahrzehnten zum Einsatz kommt. Sie sind kostengünstig und effizient einsetzbar, vor allem da sie binnen kurzer Zeit von der Speicherung in die Freisetzung von Energie wechseln können. Allerdings benötigen sie oberirdisch viel Platz, der häufig nur teuer erworben werden kann. Dazu sind große, freie Flächen entsprechend rar gesät. Stattdessen gelten alte ausgediente Bergwerke als mögliche Alternativen, um mehr Pumpspeicherkraftwerke in Deutschland zu erschaffen. Nicht alle alten Bergwerke eignen sich jedoch für die Umrüstung auf Pumpspeicherkraftwerke – einige Unterfangen sich schlichtweg zu kostspielig, um rentabel zu sein. Eine bisher ungenutzte Ressource könnte sich auch in zahlreichen Schleusen und Schiffhebewerken in Deutschland finden. Diese sind unter anderem auf Bundeswasserstraßen vertreten und pumpen regelmäßig Wasser hin und her, wodurch sie einen Betrag leisten könnten.

2.      Wärmespeicher auf Sandbasis

Selbst Sand kann als Energiespeicher dienen, wie ein Wärmespeicher im finnischen Kankaanpää beweist. Den Sand verwenden die Speicherbetreiber dort in einem gut gedämmten Silo, das eine Höhe von sieben Metern sowie einen Durchmesser von vier Metern aufweist. Mithilfe eines Heißluftgebläses, das man über grünen Strom betreibt, kann man das Innere auf 500 bis 600 Grad erhitzen. Bevorzugt, wenn der grüne Strom gerade besonders günstig verfügbar ist.

Auch nach mehreren Monaten sinkt die Temperatur des Silos im Inneren dabei nicht unter die 500-Grad-Marke. Zurzeit nutzt man das Sandsilo als Wärmespeicher für ein Fernwärmenetz, theoretisch wäre genauso eine Nutzung mit einem Generator kombiniert möglich. Sofern dieser imstande wäre, die 8.000 Kilowattstunden Speicherkapazität elektrisch zu nutzen. Durch die flexible Möglichkeit, Wärme und Strom mit diesem Speichersystem bereitzustellen, eignet sich die Methode hervorragend als Puffersystem.

3.      Gravitationsspeicher mit hohen Gewichten

Neben der Speicherung für Wärme kann sich Sand auch als Gewicht für Stromspeicher eignen, die auf einem ähnlichen Prinzip wie Pumpspeicherkraftwerken beruhen. Auf diesem Prinzip entwickelte das Internationale Institute für Angewandte Systemanalyse (IIASA) in Laxenburg einen Sandcontainer, der sich mit günstigem Strom an die Oberfläche hieven lässt. Wenn man Strom benötigt, kann der Stromspeicher diesen bereitstellen, indem der Sandcontainer in die Tiefe rauscht. Den Strom selbst liefern dabei Permanentmagnet-Motorbremsen. Stürzt ein solcher Sandcontainer mit vier Metern Kantenlänge etwa 1.000 Meter tief, kann er damit 113 Megawatt Strom bereitstellen.

Ähnliche Ansätze werden mit weiteren Gewichten realisiert. So etwa der Vorstoß des britischen Unternehmens Gravitricity, das ein ausgedientes Bergwerk mit einem 500-Tonnen-Gewicht umfunktionieren will. Bisher wurde das Prinzip lediglich mit einem 25-Tonnen-Gewicht getestet, das im Fallenlassen aus 15 Meter Höhe immerhin 250 Kilowatt Leistung bereitstellen konnte. Ein wesentlich höheres Gewicht mit größerer Tiefe, um den Sturz zu nutzen, könnte dabei deutlich höhere Strommengen bereitstellen.

4.      Unterwasser-Hohlkugeln als Stromspeicher im Einsatz

Ein besonders vielversprechendes Speicherkonzept könnte die Gewässer der Welt für sich nutzen. Im Projekt „StEnSea“ untersuchen Forscher zurzeit vor der Küste Kaliforniens, wie sich die Unterwasser-Hohlkugeln als Speichersysteme eignen. Sie erzeugen ihren Strom, indem man das umgebende Wasser in das Loch der Kugel strömen lässt. Dieses treibt eine integrierte Turbine an, die Strom ins Netz einspeisen kann. Überschüssigen Strom im Netz kann das System wiederum verwenden, um mit Pumpturbinen die Kugel zu leeren, sodass ein Vakuum im Inneren entsteht. Der Prototyp stellt eine Leistung von 0,5 Megawatt sowie eine Speicherkapazität von 0,4 Megawattstunden bereit.

Vielversprechend ist dabei jedoch das schiere Potenzial, das sich aus der Nutzung von geeigneten Standorten erschließen ließe. Allein die zehn besten europäischen Standorte könnten ein mögliches Speicherpotenzial von 166.000 Gigawattstunden (GWh) bereitstellen. Verglichen mit Pumpspeicherkraftwerken sind die Produktionskosten zudem deutlich geringer. Durch die anpassbare Größe der Kugeln können auch kleinere Gewässer als Stromspeicherorte erschlossen werden.

5.      Schwunggradspeicher als günstige Stromspeicher für Windenergie

Das Konzept des Schwunggradspeichers ist keineswegs neu, die Technische Universität Dresden hat es jedoch in die Moderne übertragen. Ihr Prototyp eines rotationskinetischen Speichers steht bereits seit 2021 in Boxberg in der Oberlausitz. Sein Gewicht beläuft sich auf 42 Tonnen, weshalb sich Speicher dieser Größenordnung nicht für jeden Standort eignen. Die beiden Schwungräder besitzen eine Speicherkapazität von 500 Kilowattstunden. Schwunggradspeicher wie der Prototyp sollen vordergründig in Kombination mit Windparks eingesetzt werden, um den dort gewonnenen Strom zwischenzuspeichern. Ihr Vorteil liegt primär in ihrer Langlebigkeit und den vergleichsweise geringen Herstellungskosten.

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