Swissbau: Schwarmspeicher und Druckluftkavernen
Welche Technologien werden derzeit genutzt oder entwickelt, um Strom für kürzere oder längere Zeit zu speichern? Ein Überblick bringt Klarheit.
Quelle: zvg
Verschluss einer Druckluft-Kaverne. Die Technologie, bisher kaum im Einsatz, könnte bei der kurzfristigen Stromspeicherung helfen.
Der zahlenmässig häufigste Stromspeicher ist die Batterie, bei der eine Reihe verschiedener Metalle zum Einsatz kommen. In den letzten Jahren hat sich hier der Focus der Entwicklung auf Lithium-Ionen-Batterien konzentriert. Hier erwarten Fachleute in der nahen Zukunft weitere massive Verbesserungen bei der Lebensdauer, Energiedichte, Anzahl der möglichen Ladezyklen, sowie bei den Material- und Herstellungskosten. Ein grosser Vorteil der Batterie: Sie kann schneller auf Schwankungen reagieren als alle anderen Speichertechnologien. Zudem muss sie den Strom meist nur über kurze Strecken transportieren, was weniger Netz benötigt und nur geringe Transportverluste verursacht.
Die Belastung der Infrastruktur und die Transportverluste über grosse Distanzen sind zwei der Nachteile von Pumpspeicherwerken, wie dem eben fertig gestellten, gigantischen Kraftwerk Linth-Limmern. Solche Anlagen, die auch mit herkömmlichen Wasserkraftwerken gekoppelt sein können, nutzen die Phasen mit tiefem Stromverbrauch im Netz, um Wasser aus einem unteren Becken in einen höher gelegenen Speichersee zu pumpen. Bei Bedarf wird damit mittels Turbinen und Generatoren Strom erzeugt. So erhöhen die Werke also die verfügbare Leistung, erzeugen aber keine Energie: Das Hochpumpen des Wassers benötigt mehr Strom, als anschliessend damit wieder produziert werden kann. Der Wirkungsgrad der Anlagen beträgt 75 bis 80 Prozent. Gemäss Bundesamt für Energie sind in der Schweiz derzeit 19 Pumpspeicherwerke am Netz. Ihr Anteil an der gesamten Wasserkraftleistung beträgt etwa 10 Prozent.
Druckluftspeicher als Alternative
Eine valable Alternative zum Pumpspeicher ist laut Experten der Druckluftspeicher. Bei diesem Ansatz treibt man mit überschüssigem Solar- oder Windstrom Kompressoren an, welche Aussenluft ansaugen, verdichten und in einer Kaverne speichern. Bei Bedarf treibt diese Druckluft dann Stromgeneratoren an, bis sie wieder entspannt ist. Erste Tests mit dieser Technologie hat die ETH in einer ehemaligen Neat-Kaverne durchgeführt, die laut den Forschern vielversprechend verliefen. Dennoch: Druckluftspeicher-Kraftwerke gibt es weltweit derzeit nur gerade zwei. Das Kraftwerk Huntorf in Deutschland, zugleich auch ein Gasturbinenkraftwerk, ist seit 1978 im Einsatz. Es kann 642 MWh speichern. In den USA steht ebenfalls ein kombiniertes Druckluft- und Gasturbinen-Kraftwerk: Die Anlage in McIntosh in Alabama stammt von 1991 und hat eine Kapazität von immerhin 2860 MWh.
Power-to-gas ist eine Methode, bei der Strom zur Wasserelektrolyse eingesetzt wird, um ein Brenngas zu gewinnen. Dieses kann anschliessend gespeichert, für Fahrzeuge verwendet oder in ein vorhandenes Gasnetz gespeist werden. Wegen des niedrigen Wirkungsgrades und der hohen Kosten dient die Technologie vor allem für die Langzeit-Speicherung von Strom, nach der aber im Moment noch kaum Bedarf besteht.
Ein neuer Ansatz sind so genannte Schwarmspeicher. Hierbei werden kleine Batterien in Einfamilienhäusern oder Autos virtuell zu einer grossen zusammengefügt. Mit dieser Kapazität lässt sich vereinfacht gesagt im Strommarkt agieren. Denn die Leistung solcher Schwarmspeicher ist gross genug, um Regelstrom anzubieten. Diese Energie wiederum wird auf dem lukrativen Regelmarkt gehandelt. Auch die Batterie in Volketswil soll so ökonomisch betrieben werden. Der Zürcher Entwickler von Energiemanagement-Systemen Ampard hat den ersten virtuellen Grossspeicher erfolgreich getestet. Alle vernetzten Solarstromspeicher lieferten schnell und verlässlich Regelleistung. Dadurch werden Speicher für den Eigentümer von Solaranlagen noch attraktiver, sie profitieren von der Vermarktung der Regelleistung.
