Pellworm probt die Energiewende. «Die Sonne scheint, der Wind weht - wir werden die Speicher gut füllen können», sagt Projektleiter Dieter Haack. Auf der Insel wird im Jahr drei mal mehr Strom produziert als benötigt. In einem Pilotprojekt wird nun getestet, wie sich solche Überschüsse speichern und später wieder ins Netz zurückgeben lassen.
Was auf Pellworm im Kleinen erprobt wird, erwartet ganz Deutschland in den nächsten Jahrzehnten. Denn das Stromnetz ist ein fragiles System. «Erzeugung und Verbrauch müssen sich zu jeder Zeit die Waage halten», sagt Dirk Uwe Sauer, Professor für Speichersystemtechnik an der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule Aachen (RWTH). «Sonst wird das Netz instabil und bricht zusammen.»
Heute schwankt vor allem der Verbrauch. Die Stromproduktion wird daran flexibel mit konventionellen Kraftwerken angepasst. Mit einem steigenden Anteil von Solar- und Windkraftanlagen schwankt auch die Erzeugung zunehmend. Diese Schwankungen müssen ausgeglichen werden - auch mit Speichern. Doch wie viel Speicher werden benötigt? «Das hängt von einer Vielzahl von Faktoren ab», sagt Michael Sterner, Professor für Energiespeicher an der Ostbayerischen Technischen Hochschule Regensburg (OTH). Eine einfache Antwort gibt es auf die Frage der benötigten Kapazität nicht.
Anhaltspunkte gibt eine Studie im Auftrag des Verbandes der Elektrotechnik (VDE) aus dem Jahr 2012 unter Beteiligung von Forschungsinstituten und Unternehmen. Zentrales Ergebnis: Bis zu einem Anteil von 40 Prozent der erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung werden kaum neue Stromspeicher benötigt - wenn das Stromnetz entsprechend ausgebaut wird. Im Jahr 2013 betrug der Anteil nach Angaben des Bundesverbandes der Energie- und Wasserwirtschaft rund 24 Prozent.
Steigt der Anteil der «Erneuerbaren» auf 80 Prozent und mehr werden 70 Gigawattstunden Kurzzeitspeicher und sieben Terrawattstunden Langzeitspeicher zusätzlich benötigt, so die VDE-Studie. Zum Vergleich: Derzeit sind in Deutschland etwa 48 Gigawattstunden vorhanden.
Doch bevor im ganzen Land neue Speicher aus dem Boden schießen, sollten nach Ansicht der Forscher Sauer und Sterner zunächst andere Möglichkeiten ausgeschöpft werden, um den Speicherbedarf möglichst gering zu halten. «Stromspeicher sind meist die teuerste Flexibilität», sagt Sterner. «Der Netzausbau in Deutschland und Europa ist die günstigste Alternative.»
Daneben können ein flexiblerer Einsatz bestehender Kraftwerke, bessere Prognosen für Erzeugung und Verbrauch sowie die Kopplung des Stromnetzes mit dem Wärmesektor den Bedarf an Stromspeichern senken. Auch das Verschieben von Stromnachfrage hin zu Zeiten mit viel Erzeugung hilft.
Ein technisches Problem sieht Michael Sterner beim Speicherausbau nicht. «Das Speicherproblem ist technisch gelöst», sagt der Wissenschaftler. Mit Batterien und Pumpspeicherkraftwerken gibt es zwei erprobte Lösungen für kurzfristige Schwankungen. Für Langzeitspeicher bieten sich zurzeit nur Gasspeicher an. Dazu kommen weitere Technologien, die an geeigneten Standorten oder für spezielle Anwendungen sinnvoll sind. Eine einzige Speichertechnologie wird es nicht geben. «Wir suchen für jede Anwendung die günstigste Technologie», sagt Forscher Sauer.
Die weltweit erste Anlage zur industriellen Produktion von Methangas mit Hilfe von Strom steht in Werlte bei Osnabrück. Gebaut hat sie der Autobauer Audi. In einer Halle laufen dicke Kupferkabel von der Decke zu drei Elektrolyse-Geräten. Wenn die Geräte laufen, blubbern Sauerstoff und Wasserstoffgas durch bläuliche Schläuche. In dieser Anlage wird mit Hilfe von überschüssigem
Ökostrom aus Wasser Wasserstoffgas und in einem zweiten Schritt Methan, also synthetisches Erdgas, hergestellt. So lässt sich der Strom speichern.
Das Problem der Speicher seien die Kosten, sagt Michael Sterner. «Wir müssen jetzt die Kosten reduzieren, damit sich die Technologien in 10 bis 20 Jahren selber tragen», sagt Sterner.
