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15. April 2011, 12:17 Uhr

Energiewende

Deutschland sucht den Superspeicher

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Wind und Sonne spielen eine Schlüsselrolle bei der neuen Energiepolitik. Doch was tun, wenn bei bedecktem Himmel Flaute herrscht? Für die Energiewende sind vor allem leistungsfähige Speichertechniken nötig. Gibt es die überhaupt?

Elektrische Energie ist eine äußerst flüchtige Ware. In der technisierten Welt treibt sie letztlich alles an, direkt oder indirekt. Wir haben uns daran gewöhnt, dass sie allgegenwärtig und selbstverständlich ist. Dabei hat sie einen nicht unerheblichen Nachteil: Man kann sie nur schwer verpacken, aufbewahren, lagern.

Das ist schlecht, weil die industrielle Welt vor einer Zäsur steht. Sie basiert auf dem Manko, dass wir die Energie, die wir benötigen, oft nur Augenblicke zuvor produzieren können. Denn die Bereitstellung des Stroms ist ein Vorgang, der fast in Echtzeit abläuft. Die Energie, die Sie gerade nutzen, um diesen Text auf einem Bildschirm darzustellen, hat vor extrem kurzer Zeit ein Kraftwerk generiert.

Noch sind das zum Großteil Kraftwerke, die auf der Verbrennung von Stoffen beruhen. Der Strom, den sie in unser Stromnetz speisen, verbreitet sich im Bruchteil eines Augenblicks. Tolle Sache, bis man wahrnimmt, dass das Ganze auch genauso schnell kollabieren kann: Fällt die Spannungsquelle weg, verschwindet der Strom - das ist bei einem Fahrraddynamo nicht anders als bei einem Kohlekraftwerk. In einer Welt von nonstop laufenden Kraftwerken, die über zuverlässige Leitungssysteme miteinander vernetzt sind, ist das kein Problem. Was aber, wenn ein immer größerer Anteil der Stromerzeugung auf unstete Quellen entfällt?

Politisch gewünscht ist genau das schon länger. Mit Klimawandel und Fukushima kommt nun die Einsicht hinzu, dass es schneller und in noch höherem Maße geschehen muss: Die verbrennungsbasierte Energiewirtschaft verheizt nicht nur die in zurückliegenden Jahrmillionen aufgebauten oder in raren, spaltbaren Materialien ruhenden Energiepotentiale, sondern ist auch mit erheblichen Risiken für das Leben auf diesem Planeten verbunden.

Damit entsteht ein drängendes Problem. Man kann zwar mit erneuerbaren Energien sogar zeitweilig mehr Energie erzeugen, als verbraucht wird. Wo aber soll der Strom in den Zeiten herkommen, wenn die neuen Kraftwerke weniger produzieren als benötigt? Werden wir alle unsere Wäsche bald nur noch dann waschen, wenn der Wind weht oder die Sonne scheint? Nicht, wenn wir eine alte Bauernregel beim Wort nehmen: Spare in der Zeit, dann hast du in der Not.

Strom ist nur da, solange die Turbine sich dreht

Eine Zwischenspeicherung von Energie, um Überproduktion auszugleichen oder kurzzeitige Unterversorgung abzupuffern, findet bisher nur sehr kurzfristig und in geringem Umfang statt. Kondensatoren vermögen, Strom direkt zu speichern. Sie sind ein ideales Regulativ, aber kein dauerhaftes Lagermedium.

Als Speicher für große Strommengen taugen sie nicht, wie bisher alle Energiepuffer zu klein dimensioniert sind, den steten Zustrom auch nur kurzfristig zu ersetzen. Ein Teil der erzeugten Energiemenge wird genutzt, Not- und Ausgleichspuffer verschiedener Art zu befüttern. Doch wir verfügen heute über keine Speichertechnologie, die die Kapazität hätte, einen totalen, flächendeckenden Ausfall der Stromzulieferung abzupuffern. Und was wir haben, reicht auch nicht, um künftig regelmäßig auftretende Lastschwankungen aufzufangen, wie sie zu erwarten sind, wenn Wind, Sonne und andere erneuerbare Energiequellen in dem Maß ausgebaut werden, wie dies deutsche und EU-Pläne vorsehen - zumal die Tragödie von Japan den Trend zu Ökostrom noch beschleunigen dürfte.

Der Echtzeitcharakter der Stromversorgung ist also ihre größte Schwachstelle, die Archillesferse der technisierten Welt.

Im Kleinen geht es, im großen Maßstab nicht

Innerhalb geschlossener Netzwerke mit begrenztem Verbrauch kann man sich in Grenzen gegen den Stromausfall absichern, indem man leistungsfähige Batterien, kinetische Energiespeicher oder Notstromaggregate einsetzt. Krankenhäuser verfügen über solche Notpuffer, Industrieanlagen ebenfalls, Kraftwerke sowieso.

In Zukunft aber braucht das Stromnetz selbst einen Speicherpuffer - und zwar einen so großen wie leistungsfähigen, der die Zulieferung von Strom von Seiten eines signifikanten Teils der Kraftwerke regelmäßig über Stunden ersetzen kann. Denn das Netz der Zukunft wird voraussichtlich eine weit weniger stetige Stromerzeugung verkraften müssen mit mehr saisonal oder tageszeitlich bedingten Leistungsschwankungen. Es braucht also Speicher - und ein Lastzeiten-Management, das dafür sorgt, dass sich der Hauptverbrauch auf die Zeiten konzentriert, wenn viel produziert wird. Im Idealfall produziert das System aber seine eigenen Reserven.

Viele Technologien zur Effizienzsteigerung und Stromspeicherung im Netz stehen zur Verfügung oder werden gerade entwickelt. Wir haben uns angesehen, was für und gegen die Technologien spricht, die die größten Kapazitäten versprechen.

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