Speichertechnologie sind eine wichtige Komponente in der Energiewende. An der Fachmesse Energy Storage Europe in Düsseldorf wurden grosse und kleine Lösungen vorgestellt.
Die Sonne liefert alleine eigentlich genug Energie, um die Menschheit sauber durch die Zukunft zu führen. Das Problem: Es fehlt an genügend Speichersystemen, welche die unregelmässig anfallenden Energien aus erneuerbaren Quellen für die Nutzung vernünftig verfügbar machen. Doch die Experten sind sich einig: Für die Energiewende braucht es Speicherlösungen. An der Energy Storage Europe in Düsseldorf im März stellten Firmen die aktuellsten Entwicklungen vor. Parallel dazu fanden Fachkonferenzen zu allen Energiespeicher-Technologien statt.
Regelenergie aus Solarenergie
Von den Dimensionen her beeindruckend sind die riesigen solarthermischen Anlagen (CSP = Concentrated Solar Power), die in sonnenreichen Ländern bereits seit Jahren aus Solarwärme Strom produzieren. Total waren im letzten Jahr nach Angaben des Deutschen Verbandes für CSP weltweit Anlagen mit einer Kapazität von 6069 Megawatt installiert, 18 Prozent mehr als im Vorjahr. Das entspricht zwar immer noch nur einem Bruchteil der Photovoltaik, doch gegenüber dieser hat CSP einen entscheidenden Vorteil: Sie kann Regelenergie liefern. Die neuste CSP-Anlage mit einer Leistung von 700 Megawatt (MW) wird zurzeit in Dubai gebaut. Die Kosten für eine Kilowattstunde (kWh) Strom sollen dort bei 7,3 Eurocent liegen und das insbesondere auch in den Abend- und Nachtstunden. Dann also, wenn die Sonne nicht scheint. Wie ist das möglich? Riesige Speichertürme mit einer Salzlösung fangen die Solarwärme bis zu Temperaturen von 500 Grad auf. Daraus wird Dampf produziert, der die Turbine antreibt. Der neuste Schrei sind mit Photovoltaik kombinierte CSP-Anlagen, die um die Mittagszeit noch mehr Hitze in die Salzspeicher bringen. Damit lässt sich die Laufzeit auf Volllast in der Nacht um bis zu zehn Stunden erhöhen.
Kohlekraftwerke umnutzen
Das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) präsentierte in Düsseldorf die Vision, wie dereinst einmal nicht mehr benötigte Kohlekraftwerke dank CSP-Technologie zu Wärmespeicherkraftwerken umgenutzt werden könnten. Anstatt aus der Verbrennung von Kohle soll der Dampf für die Turbine mit aus den in Flüssigsalztanks gespeicherter Solar- und Windenergie erzeugt werden. Der Vorteil: Die bestehende Infrastruktur könnte weitergenutzt werden. Zudem würde Kohle ersetzt und damit klimaschädliche Treibhausgase vermieden. Zusammen mit dem Energieunternehmen RWE führt die DLR zurzeit eine Machbarkeitsstudie durch. Direktor André Theiss hat keine Zweifel, dass diese positiv verlaufen wird, da sich die Technologie ja in der Praxis durchgesetzt habe. Er rechnet damit, dass im Jahr 2020 eine Pilotanlage gebaut wird. Er hegt grosse Hoffnung in solche Wärmespeicherkraftwerke: «Diese können weltweit Kohlekraftwerke ersetzen und dadurch den CO2-Ausstoss reduzieren», sagte er im Gespräch.
Batterien als kurzfristiger Speicher
Die Feinjustierung im künftigen Energieversorgungssystem sollen Batterien übernehmen. In Deutschland wurden im letzten Jahr 40‘000 Batterien in Privathaushalten neu installiert, wie der Bundesverband Energiespeicher BVES in Düsseldorf bekannt gab. Die Anzahl grosser Industriespeicher zur Spitzenlastkappung, zur unterbrechungsfreien Stromversorgung oder zur Optimierung der Eigenversorgung nahm ebenfalls zu. Speicher werden so zunehmend zur Schlüsseltechnologie für die von der Energiewirtschaft angestrebte Sektorenkopplung, die Strom-, Wärme- und Gasnetze sowie den Mobilitätssektor miteinander verknüpft. Dazu gehören auch Pufferspeicher als Leistungs-Booster für schnelle Ladezeiten bei Elektroautos. Die Firma ads-tec Energy GmbH stellte an der Messe mit dem HPC Booster ein Ladesystem mit einer 140 kWh-Batterie vor, der kontinuierlich mit Strom aus dem Netz aufgeladen wird und bei Bedarf schnell entladen werden kann.
Alternativen zu Lithium
Strom lässt sich bekanntlich auf verschiedene Arten speichern. Standard sind immer noch Batterien auf Lithium-Basis. Doch deren Brandrisiko war in Düsseldorf ein viel diskutiertes Thema, dazu kommen ethische und ökologische Bedenken wegen der umstrittenen Herkunft der sonst noch in den Batterien eingesetzten Rohstoffe, wie beispielsweise Kobalt. An der Messe wurde eine Vielzahl von Alternativen präsentiert. Dazu gehört auch die robuste und leistungsfähige Kochsalzbatterie der Schweizer Firma Innovenergy, die zu hundert Prozent recycelt werden kann. Das Frauenhofer-Institut für Keramische Technologien und Systeme (IKTS) verwendet in seiner an der Messe präsentierten Hochtemperaturbatterie «Cerenergy» ebenfalls ein Natrium-Nickelchlorid-Gemisch. Die Kosten lägen auf Zellebene bei rund der Hälfte des Preisniveaus von Li-Ionen-Akkus, teilte das IKTS mit. In den nächsten Monaten soll die «Low-Cost»-Batterie in die Produktionsreife überführt werden. Die Firma JenaBatteries GmbH nutzt in ihrer Redox-Flow-Batterie als Elektrolyt organisches Aktivmaterial in Wasser. Ökologie und Brandschutz sind hier die Verkaufsargumente. Ähnlich sieht das beim in Österreich entwickelten und hergestelltem Salzwasser-Stromspeicher Greenrock der Firma Blue Sky Energy aus. Das komplett vorinstallierte System wird mit Kapazitäten von 5 bis 30 kWh angeboten und nimmt überraschend wenig Platz weg. Einzelne Greenrocks stehen nach Aussagen der Firma auch schon in der Schweiz. Die deutsche Firma Kraftblock schliesslich verwendet als thermisches Speichermedium Schlacke aus der Stahlproduktion. Der Block kann auf bis zu 1300 Grad aufgeheizt werden. Die Energie wird dann je nach Bedarf als Prozesswärme genutzt oder verstromt.
Standardbatterien für Umrüstung auf E-Mobilität
Der Blickfang an der EnergyStorage war das Zero-Emission-Holzboot des italienischen Herstellers Ernesto Riva. Die Schweizer Firma Eco Volta – eine Division der Ecocoach AG aus Brunnen – stattete das Boot mit seiner standardisierten evoTractionBattery aus. Das Unternehmen hat sich darauf spezialisiert, Fahrzeuge mit Verbrennungsmotoren auf E-Mobilität umzurüsten. Eco Volta baute so bereits mehrere Fahrzeuge unter anderem für die Nutzung im Kommunalbereich oder in der Landwirtschaft um.
Insgesamt 4000 Fachbesucher aus 60 Ländern nahmen an den Fachkongressen statt und besuchten an der Energy Storage Europe die Stände von 160 Ausstellern.
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