Klima-Glossar: Stromspeicher

18. Dezember 2023, Klagenfurt
Das Pumpspeicherkraftwerk in Kaprun
 - Kaprun, APA/CLARA HOFER

Bis 2030 soll Österreichs Strombedarf zu 100 Prozent mit erneuerbaren Energien gedeckt werden. 2022 lag der Anteil an grünem Strom bei immerhin 80 Prozent. Damit sich die restlichen 20 Prozent in sechs Jahren ausgehen, braucht es auch effiziente Speicherlösungen, um Angebot und Nachfrage von Strom puffern zu können. Derzeit sind es vor allem Pumpspeicherkraftwerke, die für einen Ausgleich des Netzes sorgen, doch in Zukunft könnten auch noch andere Technologien mitmischen.

Die Krux an der klimaneutralen Energiegewinnung ist ihre Unbeständigkeit. Am anschaulichsten lässt sich das am Beispiel Photovoltaik erklären. Wenn die Sonne scheint, liefert sie über den Tag verteilt Futter für die PV-Anlage und es wird viel Strom ins Netz eingespeist, besonders um die Mittagszeit. Nachts wird hingegen kein Strom produziert. So entstehen Spannungsspitzen und Zeiten, in denen weniger Energie durch das Netz fließt. Diese Schwankungen machen das System instabil. „Das Stromnetz muss immer ausgeglichen sein“, sagt Christian Zwittnig, Sprecher der E-Wirtschaft-Interessenvertretung Oesterreichs Energie. Diesen Ausgleich schaffen Stromspeichersysteme und spielen damit eine wichtige Rolle bei der Erreichung des 100-Prozent-Erneuerbaren-Ziels.

Die laut Zwittnig beste Möglichkeit, Strom zu speichern, sind Pumpspeicherkraftwerke. Dabei handelt es sich um eine Form von Wasserkraftwerken, bei denen Wasser zwischen zwei Becken auf unterschiedlichen Geländehöhen ausgetauscht wird. Bei einem Überschuss an Strom wird Wasser aus dem unteren Becken nach oben gepumpt und bleibt dort so lange gespeichert, bis wieder Strombedarf vorhanden ist. In dem Fall wird das Wasser vom oberen Becken abgelassen und damit Strom erzeugt. Diese Kraftwerke haben laut dem Kärntner Energieversorger Kelag einen Wirkungsgrad von 80 Prozent. 22 Pumpspeicherkraftwerke weist die Website von Österreichs E-Wirtschaft auf. Auch der gebirgigen Topographie ist der Umstand geschuldet, dass diese Form der Stromspeicherung bei den Energieexperten als die wirtschaftlichste gilt.

Andere Speichersysteme gibt es im Einzelnen, aber nicht flächendeckend. So wurde erst heuer Österreichs erster Batteriespeicher in Arnoldstein errichtet, an Kärntens Grenze zu Italien und Slowenien. Die acht Tesla-Megapacks des slowenischen Energie-Start-ups NGEN sind mit dem Netz der Austrian Power Grid (APG) verbunden und können als sogenannte Regelreserve den kurzfristigen Ausgleich von Spitzen im Netz ermöglichen. Die Batterien werden von Tesla hergestellt, das Lithium stammt aus gewöhnlichem und durchaus nicht unumstrittenem Abbau. Doch das soll sich laut NGEN-CEO Roman Bernard bald ändern, denn 90 Prozent des batteriefähigen Lithiums werde man in Zukunft wieder aufbereiten können. Eine Batterie hätte jedenfalls eine Lebenszeit von bis zu 30 Jahren, je nachdem wie intensiv sie genutzt wurde. Der Wirkungsgrad dieses Systems liege bei 90 Prozent.

Batteriespeicher hätten den Vorteil in der raschen Verfügbarkeit der Energie, Schalter an – Strom da. Das Pumpspeicherkraftwerk brauche dafür mehr Vorlaufzeit und das heute noch verwendete Gaskraftwerk benötige 15 Minuten zum Hochfahren. So habe die Batterie einen Zweck bei der kurzfristigen Bereitstellung von kleineren Strommengen, der Pumpspeicher könne mehr Strom dafür für längere Zeit liefern.

Eine weitere Form der mechanischen Energiespeicherung sind Druckluftspeicher. Dabei wird Luft mit Hilfe von Strom komprimiert. Bei Bedarf wird sie wieder entspannt und erzeugt dabei wieder elektrischen Strom. Ebenfalls mechanisch funktioniert das Schwungrad, bei dem kinetische Energie genutzt wird. Erhält das Schwungrad Energie, wird seine Drehzahl erhöht und der Strom in der Bewegung gespeichert. Wird der Strom gebraucht, wird seine Drehzahl verringert. Außerdem gibt es noch thermische Energiespeicher, bei denen zum Beispiel Sand erhitzt und die Energie so in Form von Wärme gespeichert wird. Diese Methoden spielen aber laut Zwittnig keine bedeutende Rolle in der österreichischen Stromspeicherung und seien auch nicht so effizient.

Was allerdings in Zukunft relevant werden könnte, ist Wasserstoff. Derzeit seien solche Systeme noch nicht effizient genug. Bei der Umwandlung von Strom in das Gas durch Elektrolyse und die Rückverstromung des Gases würden 80 Prozent der Energie verloren gehen. „In Zukunft wird Wasserstoff eine größere Rolle spielen als heute“, ist sich Zwittnig sicher. Ab 2030, wenn die Erneuerbaren gut ausgebaut sind, könne man darüber nachdenken, den Strom in eine Elektrolyse zu geben. Bis dahin bleibe Stromspeicherung mit Wasserstoff ein Projekt für „Liebhaber“, wie etwa den als Energiepionier bekannten Landwirt Franz Dorner aus St. Gertraud bei Wolfsberg. Der Kärntner speichert Teile des auf seinem Hof mit Sonnenenergie erzeugten Stroms schon jetzt in kleinem Rahmen als Wasserstoff und plant dies künftig auszuweiten.

Sechs Jahre ist die grüne Zukunft für die Energieversorgung noch entfernt, keine allzu lange Zeit, wenn man bedenkt, wie lange Genehmigungsverfahren und der Bau von neuen Werken dauern können. Effiziente Stromspeicher lassen eine flexiblere Gestaltung der Versorgung zu und reduzieren die Abhängigkeit von fossilen Energieträgern, damit die Stromversorgung in Österreich ab 2030 vollkommen klimaneutral sein kann.

APA

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