Stromspeicherung Helfer für die Energiewende

Energiespeicher: Seit 2014 läuft in Schwerin das erste kommerzielle Batteriekraftwerk Europas mit Lithium-Ionen-Akkus.

(Foto: Jens Büttner/dpa)

Batterie-Kraftwerke, Mini-Pumpspeicher oder CO2-fressende Mikroorganismen: Mehrere Technologien konkurrieren darum, überschüssigen Ökostrom nutzbar zu machen.

Von Benjamin von Brackel

Wer die Zukunft unseres Energiesystems kennenlernen will, muss 3,3 Milliarden Jahre in die Vergangenheit reisen. Obwohl es damals noch keinen Sauerstoff in der Atmosphäre gab, existierten Mikroorganismen, die sich perfekt an die widrigen Bedingungen auf der jungen Erde angepasst hatten. Diese sogenannten Archaeen fraßen Kohlendioxid und schieden anschließend Methan aus. Die kuriosen Einzeller haben bis heute überdauert - und könnten nun zu einem wichtigen Baustein bei der Entwicklung leistungsfähiger Energiespeicher werden.

Das hofft zumindest die Firma Microbenergy im hessischen Allendorf. Auf dem Gelände des Unternehmens steht ein Stahltank, in dem eine milchige Flüssigkeit schwappt. 350 Trillionen der Ur-Bakterien sind darin heimisch. Diese Zellsuppe ist Teil des sogenannten Power-to-Gas-Verfahrens, mit dem überschüssiger Ökostrom im Gasnetz gespeichert wird. Wenn im Winter die Solarmodule oder die Windkraftwerke wochenlang kaum Strom liefern, kann das Methan in Gaskraftwerken wieder in Strom umgewandelt werden - annähernd CO2-neutral.

Die Power-to-Gas-Technologie ist einer von mehreren Ansätzen, um überschüssigen Strom zu speichern. Je weiter die Energiewende voranschreitet, desto dringender braucht es Speicher. Im Jahr 2014 mussten die Netzbetreiber soviel Ökostrom ungenutzt lassen wie in den Jahren 2009 bis 2013 zusammen - über ein Prozent der Produktion. Ingenieure und Unternehmen haben viele Ideen, wie man diese Verschwendung vermeiden könnte. Dabei setzen sie weniger auf riesige Pumpspeicherkraftwerke, die noch vor einigen Jahren als Hoffnungsträger der Energiewende gehandelt wurden. Stattdessen sollen in Zukunft vor allem kleinere Speicher überschüssigen Ökostrom auffangen und bei Bedarf wieder abgeben.

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Nun schlägt die Stunde der Archaeen, die in ihrer wässrigen Lösung warten

Lange existierten dafür vor allem Ideen auf dem Reißbrett. Mittlerweile sind aber eine Reihe von Pilotprojekten gestartet. Mit ihnen lässt sich zwar noch kaum Geld verdienen, aber aus Sicht von Experten könnten sie der Energiewende den entscheidenden Schub geben: "Es hat in den vergangenen Jahren echte Durchbrüche gegeben", sagt Michael Sterner, Professor für Energiespeicher an der OTH Regensburg und einer der Entwickler der Power-to-Gas-Idee.

Die Allendorfer Anlage, in der das Konzept erprobt wird, ist seit dem Jahreswechsel ans Stromnetz angeschlossen. In einem ersten Schritt leiten die Ingenieure Strom in ein Wasserbecken, wo Wassermoleküle in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten werden. Der Wasserstoff lässt sich ins Erdgasnetz einspeisen, allerdings nur in verhältnismäßig kleinen Mengen. Er mindert die Brennfähigkeit von Gas und schadet den Tanks und Turbinen. Ab einem Wasserstoff-Gehalt von 1,5 bis zwei Prozent muss Projektleiter Thomas Heller umsatteln: Aus einer angrenzenden Biogasanlage zweigt ein Rohr Kohlendioxid ab und leitet es in die Methananlage.

Nun schlägt die Stunde der Archaeen, die in ihrer wässrigen Lösung warten. Sie nehmen das CO2 und den Wasserstoff über ihre Zellwände auf und wandeln beides in Wasser und Methan um. Das so produzierte Methan ist der Hauptbestandteil von Erdgas. Es lässt sich direkt und nahezu unbegrenzt ins Erdgasnetz einspeisen. Dieses hat eine Speicherkapazität von 230 Terawattstunden - das 5000-fache aller deutschen Pumpspeicher.

Die Planer der Energiewende hoffen auch auf eine andere Art von Speicher. Bis vor wenigen Jahren war es noch nicht auszudenken, dass überdimensionierte Akkus als Stromspeicher und Netzstabilisatoren dienen könnten. Aber der Boom von Elektroautos in Asien hat die Batterie-Branche gehörig umgekrempelt. Um zehn bis 20 Prozent sinken die Preise der Lithium-Ionen-Akkus pro Jahr.

Seit September 2014 läuft in Schwerin das erste kommerzielle Batteriekraftwerk Europas. In einer Halle reihen sich über zwei Stockwerke die Regale, in denen sich die Batteriezellen bis zur Decke stapeln - insgesamt sind es 25 600 Speicher. Es sind die gleichen, wie sie auch in deutschen Elektroautos zu finden sind. Dank der konstant kühlen 18 Grad in der Halle sollen die Batterien mehr als 20 Jahre halten, verspricht der Hersteller Samsung. Für Elektroautos gelten nur acht Jahre.

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