Erneuerbare Energien Wie sich Ökostrom speichern lässt

Deutschlands Stromnetzbetreiber stehen vor einem Problem: Solar- und Windkraftanlagen produzieren an manchen Tagen mehr Strom, als verbraucht wird. Doch den Ökostrom zu speichern ist alles andere als einfach. Welche Möglichkeiten es bereits gibt, was angedacht wird.
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Pumpspeicherkraftwerke funktionieren nach einem einfachen Prinzip: Ist Strom im Überfluss vorhanden und damit billig, wird Wasser nach oben in einen Stausee gepumpt...

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...bei Strombedarf treibt das herabstürzende Nass dann Turbinen an. Der Wirkungsgrad der Pumpspeicher liegt über 80 Prozent. Die Nachteile: In Deutschland gibt es dafür kaum noch geeignete Orte, die Errichtung neuer Pumpspeicher dauert Jahre, und der Widerstand in der Bevölkerung gegen neue Stauseen ist groß.

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Umwandlung von Strom in Wasserstoff: Überschüssiger Strom aus Wind- oder Solarkraftwerken wird verwendet, um per Elektrolyse Wasserstoff zu erzeugen. Dieser wird in Tanks gespeichert und bei Bedarf wieder in Strom zurückverwandelt. Ein erstes solches Hybridkraftwerk ist bereits im brandenburgischen Prenzlau (im Bild) in Betrieb.

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Strom zu Gas: In einem weiteren Schritt kann man Wasserstoff per Methanisierung in synthetisches Erdgas verwandeln. Dieses lässt sich in das deutsche Gasnetz einspeisen - und damit in normalen Gaskraftwerken verfeuern. Das Problem: Bei den vielen Umwandlungsschritten von Strom zu Wasserstoff zu Methan und wieder zu Strom geht unter dem Strich viel Energie verloren.

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Druckluftspeicherkraftwerke: Überschüssiger Strom aus erneuerbaren Energien treibt einen elektrischen Verdichter an, der Druckluft in eine luftdichte Höhle pumpt. Wird Strom benötigt, treibt die herausströmende Druckluft eine Turbine an. Weltweit gibt es erst zwei Pilotanlagen für diese Technologie, eine davon steht im deutschen Huntorf.

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Der Vorteil der Druckluftspeicher: Die Anlagen können bei Bedarf in wenigen Minuten Strom erzeugen. An der deutschen Nordeseeküste gibt es zahlreiche Salzstöcke, die sich nach Auslaugung als luftdichte Druckluftbehälter eignen würden. Doch noch ist die Technologie sehr teuer und wenig ausgereift. Der Wirkungsgrad der deutschen Pilotanlage liegt bei etwas über 40 Prozent - und damit bei der Hälfte von Pumpspeichern.

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Batterien als Stromspeicher: Zur Speicherung von Ökostrom setzen Pioniere Natrium-Schwefel-Akkus, Lithium-Ionen- oder Redox-Flow-Batterien ein. Sie sind in der Lage, bei Bedarf innerhalb von Sekunden Strom abzugeben. Damit eignen sie sich zur Netzstabilisierung und zum Ausgleich von kurzfristigen Lastspitzen.

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Die Akku-Nachteile: Als Langzeit-Stromspeicher eignen sich Batterien nicht - sie sind innerhalb weniger Stunden leer. Lithium-Ionen-Batterien haben eine hohe Energiedichte, sind aber noch teuer und rentieren sich etwa für Häuslebauer kaum. Redox-Flow-Batterien haben noch eine relativ geringe Energiedichte - an ihrer Verbesserung wird aber intensiv geforscht.

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