04005 Potenzial saisonaler Stromspeicher
|
Die Umstellung auf nachhaltige Energiequellen und die Energiewende erfordern effiziente Energiespeicher, insbesondere um Unregelmäßigkeiten in der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien auszugleichen. Dabei spielen saisonale Speicher, die überschüssige Energie aus dem Sommer für den Winter speichern, eine entscheidende Rolle. Dieser Artikel fasst den Stand der Technik zusammen. Er stellt die verschiedenen Arten von Energiespeichern vor und beschreibt, wo sie zum Einsatz kommen. Außerdem erklärt er die zur Verfügung stehenden Technologien. Ein Vergleich in Bezug auf Kosten, Umweltauswirkungen und Effizienz zeigt, wo welche Technologie derzeit die Nase vorn hat. von: |
1 Einleitung
Die Energiewende und der damit verbundene Umstieg auf eine nachhaltige Energieversorgung aus erneuerbaren Quellen stellen uns vor große Herausforderungen. Neben der Steigerung der Energieeffizienz und der Dekarbonisierung der Stromerzeugung spielt die effektive Speicherung von Energie eine zentrale Rolle.
Unregelmäßigkeit und Volatilität kennzeichnen die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien wie Wind- und Solarenergie. Um die Energiewende erfolgreich zu gestalten, bedarf es daher innovativer Technologien zur Langzeitspeicherung, die diese Schwankungen ausgleichen und eine kontinuierliche, bedarfsgerechte Versorgung sicherstellen.
| • | Wie lange muss Energie gespeichert werden? |
| • | Wie viel Energie muss gespeichert werden? |
Saisonale Energiespeicher könnten dabei von besonderer Bedeutung sein. Sie ermöglichen, überschüssige Energie aus den Sommermonaten in den Winter zu übertragen und somit den dann höheren Energiebedarf zu decken.
Herausforderungen Langzeitspeicherung
Ziel dieses Artikels ist es, die Herausforderungen der Langzeitspeicherung zu beleuchten und vielversprechende Technologien in diesem Bereich vorzustellen. Im Fokus stehen folgende Fragen:
Ziel dieses Artikels ist es, die Herausforderungen der Langzeitspeicherung zu beleuchten und vielversprechende Technologien in diesem Bereich vorzustellen. Im Fokus stehen folgende Fragen:
| • | Welche Anforderungen müssen an Langzeitspeichertechnologien gestellt werden? |
| • | Welche Technologien bieten sich für die saisonale Energiespeicherung an und wo wird diese tatsächlich benötigt? |
| • | Welchen Entwicklungsstand haben diese Technologien und welches Potenzial bieten sie für die Energiewende? |
Der Artikel gibt einen Überblick über den aktuellen Stand der Forschung und Entwicklung im Bereich der Langzeitspeicherung von Energie und verdeutlicht die Bedeutung dieser Technologien für die Energiewende.
2 Bedarf an Langzeitspeichern in der nationalen Energiewirtschaft
In Fachkreisen und in der einschlägigen Medienlandschaft wird regelmäßig betont, dass erneuerbare Energien, allen voran Wind- und Solarenergie, aufgrund ihrer Unbeständigkeit dazu neigen, die Netzstabilität zu beeinträchtigen und daher durch Puffermaßnahmen ausgeglichen werden müssen. Diese Feststellungen sind im Wesentlichen zutreffend, wenn man die einzelnen Energiequellen näher betrachtet.
Hinweis
Es sei darauf hingewiesen, dass die folgenden Überlegungen die Stromerzeugung und den Strombedarf aus dem Jahr 2023 als Grundlage verwenden. Diese Werte wurden anhand der festgelegten Ausbauziele und der prognostizierten Entwicklung des Jahresstrombedarfs hochgerechnet. Insbesondere die Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen wird entsprechend der Verfügbarkeit Schwankungen unterliegen. Darüber hinaus wird die Stromerzeugung mit dem Strombedarf (Last) gleichgesetzt, da Importe und Exporte nicht nur von tatsächlichen Überschüssen oder Defiziten abhängen, sondern auch mit kapitalmarktwirtschaftlichen Interessen verbunden sind.
Es sei darauf hingewiesen, dass die folgenden Überlegungen die Stromerzeugung und den Strombedarf aus dem Jahr 2023 als Grundlage verwenden. Diese Werte wurden anhand der festgelegten Ausbauziele und der prognostizierten Entwicklung des Jahresstrombedarfs hochgerechnet. Insbesondere die Stromerzeugung aus erneuerbaren Quellen wird entsprechend der Verfügbarkeit Schwankungen unterliegen. Darüber hinaus wird die Stromerzeugung mit dem Strombedarf (Last) gleichgesetzt, da Importe und Exporte nicht nur von tatsächlichen Überschüssen oder Defiziten abhängen, sondern auch mit kapitalmarktwirtschaftlichen Interessen verbunden sind.
Abbildung 1 verdeutlicht die starken Schwankungen in der Windenergieerzeugung über das Jahr 2023. Im windreichsten Monat, Dezember, wurden insgesamt 18,42 Terawattstunden (TWh) ins Netz eingespeist, während es im Juni lediglich 5,93 TWh waren. Die Windenergieerzeugung weist somit über das Jahr hinweg erhebliche Fluktuationen von mehr als 12 TWh bzw. 200 % auf. [1]
Ähnlich wie der Wind ist auch die Sonneneinstrahlung keine konstante Energiequelle, wie in Abbildung 2 deutlich wird. Diese Darstellung verdeutlicht die ebenfalls starken Schwankungen in der Stromerzeugung durch Solarenergie.
Im Juni, dem Monat mit der höchsten Sonneneinstrahlung, wurden insgesamt 8,44 Terawattstunden (TWh) in das Netz eingespeist, während im Dezember lediglich 0,77 TWh verzeichnet wurden. Dies führt zu einem beträchtlichen Delta von 7,67 TWh bzw. einem beeindruckenden Unterschied von 1.100 %. [1]
