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Methoden der Stromspeicherung

Kapazitäts- und Leistungsbereiche sowie typische Speicherdauern, in denen verschiedene Speichertechnologien aufgrund ihrer Eigenschaften als sinnvoll erachtet werden.

Quelle:

«Technologie-Roadmap Stationäre Energiespeicher 2030», Fraunhofer-Institut für System- und Innovationsforschung, Karlsruhe, 2015

Eine Besonderheit der Elektrizität ist, dass sie sich nur in relativ kleinen Mengen direkt speichern lässt. Sollen grosse Mengen gespeichert werden, muss die elektrische Energie umgewandelt werden.

Es existiert eine breite Palette an Speichertechnologien:

  • mechanische Speicher: Pumpspeicher, Druckluftspeicher, Schwungräder;
  • chemische Speicher: Wasserstoff, synthetisches Erdgas;
  • elektrochemische Speicher: Batterien;
  • Wärmespeicher: sensibel, latent, thermochemisch.

Effizienz, Leistung, Kapazität, Landbedarf und Kosten der einzelnen Technologien werden durch die physikalischen Prozesse, die den Umwandlungen und der Speicherung zugrunde liegen, sowie die Komplexität der praktischen Umsetzung bestimmt. Aus diesen Kenngrössen lässt sich eine erste Bewertung der jeweiligen Speicher durchführen – und man kann daraus ableiten, in welchen Kapazitäts- und Leistungsbereichen eine bestimmte Speichertechnologie sinnvoll ist. Druckluftspeicher z. B. werden für Leistungen zwischen rund 10 MW bis rund 500 MW und Speicherdauern von mehreren Stunden bis zu etwa einem Tag als sinnvoll erachtet.

Pumpspeicher, Druckluftspeicher und Batterien werden bereits zur Speicherung grosser Mengen elektrischer Energie eingesetzt, wobei Pumpspeicher klar überwiegen.

Leistungsanteile von Stromspeichern, die bereits jetzt weltweit in Stromnetzen benützt werden.

Leistungsanteile von Stromspeichern, die bereits jetzt weltweit in Stromnetzen benützt werden.
Quelle: «Technology Roadmap Energy Storage», International Energy Agency, Paris, 2014 und «Electricity Energy Storage Technology Options», Electric Power Research Institute, Palo Alto, 2010

Alle Aussagen dieser Seiten bilden den Stand des Wissens per 17.11.2019 ab.

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Zusammenfassung

Einleitung Technologie mit viel Potenzial

Künftig wird die Stromproduktion volatiler – weil die Kernkraftwerke stillgelegt und gleichzeitig Wind- und Solaranlagen ausgebaut werden. Damit die Stromversorgung auch bei unregelmässiger Produktion jederzeit sichergestellt ist, braucht es grosse Stromspeicher. Adiabatische Druckluftspeicher bieten sich an, weil sie effizient, technisch machbar und umweltverträglich sind.

Herausforderungen Technische, bauliche und ökologische Herausforderungen

Herausforderungen Wirtschaftliche Herausforderungen

Rund um die Finanzierung von Druckluftspeichern sind noch Fragen offen. Man schätzt zwar, dass die Kapitalkosten pro kWh unter jenen von Pumpspeichern liegen, aber ob ein Druckluftspeicher rentieren kann, ist noch nicht klar.

Empfehlungen

Bezüglich adiabatischer Druckluftspeicherung liegen die Fakten auf dem Tisch: Die Technologie ist umweltverträglich, effizient und sicher. Um ihr zum Durchbruch zu verhelfen, braucht es aber weitere Massnahmen, vor allem seitens der Politik, der Energieversorger und der Verbände.

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