Peter Schmidt (l-r), Geschäftsführer der EWE Gasspeicher GmbH, Ulrich Schubert vom Center for Energy and Environmental Chemistry Jena und Ralf Riekenberg, Leiter des brine4power-Projektes, zeigen am 22.11.2017 in Berlin das Funktionsmodell der weltweit größten Batterie
Foto: Maurizio Gambarini/ dpa
Wenn es einen Erfolg in Deutschlands Ringen um den Klimaschutz gibt, dann ist es die Energiewende. Die Kraftwerksindustrie sorgt zwar immer noch für das Gros des CO2-Ausstoßes im Land. Doch immerhin hat sie ihre Emissionen seit 1990 um ein Drittel oder 155 Millionen Tonnen pro Jahr gesenkt - und damit fast so viel Treibhausgase eingespart wie alle anderen Sektoren zusammen. Inzwischen tragen erneuerbare Energien wie Wind und Sonne in manchen Monaten schon mehr als die Hälfte zur Stromproduktion bei.
Nun wachsen allerdings die Zweifel, wie sich diese Story fortschreiben lässt. Theoretisch könnten die Erneuerbaren auch den gesamten Strombedarf decken, und so heißt auch das politische Ziel - nur liefern sie die Energie nicht regelmäßig zur richtigen Zeit. "Wir haben noch keine einzige Idee entwickelt, wie wir Energie speichern können", beklagte Bayerns Ministerpräsident Markus Söder im ARD-Interview.
In dieser Frage ist der CSU-Politiker, der sich als Klima-Vorkämpfer neu erfindet, allerdings etwas behind the curve. Denn an Ideen mangelt es keineswegs, nur stoßen sie zumeist auf wirtschaftliche oder politische Hindernisse.
In Ostfriesland kündigte der regionale Stromversorger EWE schon vor zwei Jahren "die größte Batterie der Welt" an. Zwei unterirdische Kavernen, in denen heute Erdgas gelagert wird, sollen mit einer Salzlösung gefüllt werden, die mit von der Universität Jena entwickeltem biologisch abbaubaren Plastik als Elektrolyt funktioniert und den Strom durch eine Membran zwischen der Minuspol- und der Pluspol-Höhle transportiert. Tests verliefen erfolgreich, technisch ist die Sache klar.
Ende 2018 erklärte Projektentwickler Timo di Nardo trotzdem, das sei "eine Nummer zu groß" und "muss ja irgendwie bezahlt werden". EWE hält zwar an dem Vorhaben im Prinzip fest, aber nicht mehr am Zeitplan bis 2025. Mit Gasspeichern lässt sich Geld verdienen, mit Stromspeichern auf absehbare Zeit nicht.
So bleibt vorerst eine Pilotanlage des Fraunhofer-Insituts in Pfinztal bei Karlsruhe die größte derartige Redox-Flow-Batterie im Land. Immerhin zwei Megawatt ließen sich dort für zehn Stunden speichern, in riesigen Tanks mit 600.000 Litern Vanadium-Elektrolytlösung. Doch auch dort sah ein Institutssprecher als Zwischenfazit "keine Sache, von der man sagt, alles läuft super". Beispielsweise wurde Vanadium während des Baus unerwartet viel teurer.
Eon probierte ein ähnliches Gerät auf der Nordseeinsel Pellworm in Zusammenspiel mit Windrädern, Sonnenkollektoren und einem "Smart Grid" der angeschlossenen Haushalte aus. Die Batterie erzielte "moderate Erlöse" - aber bei weitem nicht genug, um die Investitionskosten wieder hereinzuholen. In den 2030er Jahren könnte es etwas werden, schätzt der Konzern.
Redox-Flow-Batterien sind aber nur einer von vielen Ansätzen, die Unternehmen und Forscher zum Speichern von Strom verfolgen. Unter dem Titel Power-to-Gas oder Power-to-x wurden schon mehrere große Elektrolyseure gebaut, die beispielsweise Windstrom in Wasserstoff oder Methan umwandeln. Das lässt sich besser aufbewahren und ins vorhandene Gasnetz einspeisen - allerdings unter hohen Energieverlusten; umso mehr, wenn mit dem Gas dann wieder Strom erzeugt werden soll, um den Bedarf während Produktionsflauten zu decken.
In Huntorf in der Wesermarsch steht schon seit 40 Jahren ein von Uniper betriebenes Speicherkraftwerk, das Druckluft in eine Salzkaverne presst und eine Gasturbine antreibt, wenn sie wieder entweicht. Mit 320 Megawatt Leistung zählt die ferngesteuerte Anlage schon zu den Großkraftwerken und soll noch ausgebaut werden. Wegen des gewaltigen Raumbedarfs lässt sich die Technik allerdings nicht im ganz großen Stil expandieren.
Ähnlich steht es um die schon länger bewährten Pumpspeicher-Wasserkraftwerke. In Deutschland lassen sich kaum noch große Talsperren errichten. Begrenzt lässt sich die Technik noch im Alpenraum oder in Norwegen ausbauen, mit dem deutschen Strommarkt über Gleichstromkabel verbunden. Von Plänen, alte Bergwerksstollen für Pumpspeicher zu nutzen, wie sie Volkswagen oder Evonik vor einigen Jahren verkündeten, war bald jedoch nichts mehr zu hören. Die Idee, Pumpspeicher auch ohne großen Höhenunterschied zu bauen, ist noch in der Start-up-Phase.
Der Verfall der Börsenstrompreise, getrieben vom Boom der Erneuerbaren, spricht gegen solche Investitionen. Außerdem werden Stromspeicher von der Regulierung des Strommarkts doppelt belastet: Abgaben und Umlagen fallen an, wenn sie den Strom abnehmen, und noch einmal, wenn sie ihn wieder ins Netz speisen.
Anders ist das in den USA, wo Netzbetreibern in manchen Bundesstaaten vorgeschrieben wird, beim Ausbau auch einen gewissen Anteil Speicherkapazitäten vorzuhalten. Dort kommen vor allem herkömmliche Lithium-Ionen-Akkus zunehmend in Großbatterien zum Einsatz.
Tesla machte zuletzt Furore mit einem kalifornischen Auftrag für einen 182,5-Megawatt-Speicher. "Solar plus Batterie plus Elektrofahrzeuge ist eine nachhaltige Zukunft", schwärmte Konzernchef Elon Musk. Die Nachhaltigkeit ist zwar wegen der verwendeten Rohstoffe und der schwierigen Entsorgung fraglich, doch der Trend ist auf der Seite der Batterieindustrie. US-Versorger Next Era Energy hat Speicher in der von Tesla angepeilten Größenordnung längst ans Netz angeschlossen und baut munter weiter.
Auch in anderen Ländern wie Australien oder Südafrika werden Großspeicher von mehr als 100 Megawatt gebaut. 2018 sei mit fast 150 Prozent Wachstum ein "Wendepunkt" der globalen Nachfrage gewesen, urteilt Forschungsleiter Ravi Manghani vom Branchendienst Wood Mackenzie Power & Renewables. Vor allem der dramatische Preisverfall für Lithium-Ionen-Akkus mache die Batterien nun auch ohne Subventionen wirtschaftlich - zumindest dort, wo sie sich nicht alleine rechnen müssen, sondern im Paket mit Wind- oder Solaranlagen in den Wettbewerb mit Gaskraftwerken für die Spitzenlast gehen.
Sogar in Deutschland gab es einen kleinen Batterieboom: Mehr als 100.000 Betreiber kleiner Solaranlagen haben sich bereits Hausbatterien zugelegt. So lässt sich der selbst erzeugte Strom länger nutzen. Doppelter Vorteil: Teurer Strom aus dem Netz wird weniger gebraucht, und weniger eigener Strom zu zunehmend unattraktiver Vergütung ins Netz eingespeist. Wegen der hohen Investitionskosten geht die Rechnung allerdings nur auf, weil sie von 2013 bis 2018 von der staatlichen Förderbank KfW bezuschusst wurde.
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Klimagipfel: Unter Vorsitz von Kanzlerin Angela Merkel (Bild: Archiv) sollen in der Nacht zu Freitag weitreichende Entscheidungen getroffen werden, damit Deutschland die Klimaziele bis 2030 schafft. Es sollen alleine rund 300 Millionen Tonnen CO2 eingespart werden. Vor allem geht es darum, den Ausstoß des klimaschädlichen Treibhausgases beim Autofahren und Heizen zu verteuern. Im Gegenzug sind Entlastungen für Bürger und Firmen geplant, etwa bei den hohen Strompreisen. Doch während die Union bisher über milliardenschwere Förderprogramme vor allem auf Anreize setzen will, pocht die SPD auf Vorgaben. Um viele Details wird noch gerungen. Ein Überblick.
DER CO2-PREIS: Nach Angaben aus Koalitionskreisen soll es die von der SPD geforderte Steuer auf den CO2-Preis nicht geben. Stattdessen soll ein Handel mit CO2-Verschmutzungsrechten für Sprit, Heizöl und Gas eingeführt werden. Um den Ausstoß zu drücken, werden die Rechte vom Staat verkauft und fortlaufend verknappt. Zwar müssen die Großhändler zunächst dafür zahlen, doch werden diese die Kosten voraussichtlich an den Verbraucher weitergeben, sodass dieser zum CO2-Sparen animiert wird. Schwierig dabei ist der Preis. Er darf nicht zu hoch sein, um extreme Preisaufschläge zu verhindern. Die Aufschläge dürfen aber auch nicht zu niedrig sein, denn sie sollen das Verhalten der Verbraucher durchaus beeinflussen. Das IfW meint: Eine Steuer hat den Vorteil, dass sie schnell eingeführt werden kann. Im Gegensatz zum Emissionshandelssystem wird der Preis festgesetzt und muss gegebenenfalls angepasst werden, wenn die Menge der ausgestoßenen CO2-Emissionen nicht ausreichend sinkt.
DIE ENTLASTUNG DER BÜRGER: Im Gegenzug sollen die Bürger entlastet werden, gerade dann, wenn sie sich klimafreundlich verhalten. Die SPD-Idee einer Kopf-Prämie, nach der jeder Bürger eine pauschale Summe im Jahr zurückerhalten hätte, hatte sich jedoch als zu bürokratisch erwiesen. Stattdessen soll nun der Strompreis für alle gesenkt werden. Dafür soll die Umlage zur Förderung Erneuerbarer Energien (EEG-Umlage) aus den Einnahmen des CO2-Rechte-Verkaufs finanziert werden. Zurzeit macht sie ein Fünftel des Strompreises aus, bei einem Durchschnittshaushalt beläuft sie sich auf rund 200 Euro pro Jahr. Das IfW hält die Umfinanzierung der EEG-Umlage für sinnvoll, da elektrischer Strom durch das europäische Emissionshandelssystem (EU ETS) abgedeckt ist, aber die Stromnutzung zum Beispiel Bahnfahrten oder Alternativen in der häuslichen Wärmebereitstellung unnötig verteuert.
ERNEUERBARE ENERGIEN: Der Ausbau erneuerbarer Energien soll erleichtert werden. Einig sind sich die Verhandlungspartner darüber, die bisher bestehende Begrenzung einer Förderung von 52 Gigawatt Solarenergie ("Solar-Deckel") aufzuheben. Dazu kommt, dass der Ausbau der Windenergie auf hoher See um mindestens zwei Gigawatt auf mindestens 17 Gigawatt bis 2030 beschleunigt werden soll. Außerdem solle jedes Jahr ein Gigawatt mehr Windenergie an Land als bisher geplant gebaut werden, heißt es in dem 209-seitigen Konzeptpapier für das Klimakabinett, das Reuters vorlag. Gleiches gilt für Sonnenstrom: Das Ausbauziel für 2030 für Wind vor der Küste soll auf 20 Gigawatt Leistung angehoben werden (von derzeit 15 Gigawatt). Insgesamt will man am Ziel festhalten, bis 2030 rund 65 Prozent des Stromverbrauchs aus erneuerbaren Quellen zu decken.
Die SUV-STEUER: Aktuelles Aufreger-Thema: die großen Geländewagen. Es wurde diskutiert, ob Autos mit hohem Verbrauch schon beim Kauf verteuert werden, um im Gegenzug spritsparende und vor allem E-Autos stärker zu fördern (Bonus-Malus-Regelung). Dies stieß bei Union, Autobranche und Verkehrsministerium auf heftigen Widerstand. Nun soll dieses Modell wohl aber doch indirekt zum Tragen kommen: Zum einem wird der CO2-Preis für Benzin oder Diesel verteuert und damit auch der Betrieb von Geländewagen. Zum anderen soll die Kfz-Steuer weitaus stärker nach dem CO2-Ausstoß ausgerichtet werden, als es derzeit der Fall ist. Im Gegenzug könnte mit den Einnahmen die Kaufprämie für günstigere E-Autos unter 30.000 Euro kräftig erhöht werden, was gerade SPD und CSU seit langem fordern.
DIENSTWAGENSTEUER: Die Dienstwagensteuer für E-Autos und Plug-In-Hybride soll von derzeit 0,5 Prozent des Listenpreises weiter sinken. Es ist die Rede von 0,25 Prozent. Energieexpertin Claudia Kemfert vom Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung (DIW) dazu: "Die Kaufprämie für E-Autos zu erhöhen, ist rausgeschmissenes Geld, wenn wir nicht das Dieselprivileg abschaffen. Wir brauchen endlich Kostenwahrheit: Klimaschädliches Verhalten muss teuer, klimaschonendes lohnend werden."
Lino Mirgeler/ dpa
BAHN: Die Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor waren 2018 mit 162 Millionen Tonnen etwa so hoch wie 1990 - sie entsprechen einem Anteil von 19 Prozent an den gesamten Emissionen. Deswegen sollen mehr Menschen auf die Bahn umsteigen, dafür werden Anreize geschaffen. Die Mehrwertsteuer auf Fernbahn-Tickets soll von 19 auf 7 Prozent sinken, um jährlich fünf Millionen mehr Passagiere in die Züge zu locken. Das Schienennetz soll zudem schneller saniert werden.
GEBÄUDESANIERUNG: Als sicher gilt, dass die steuerliche Förderung der Dämmung und Sanierung von Gebäuden für den Klimaschutz kommt. Auch Teilsanierungen wie ein neues Dach sollen von der Steuer abgesetzt werden können. Die Industrie fordert «kraftvolle» steuerliche Impulse, um die energetische Gebäudesanierung spürbar zu beschleunigen. Vorschläge von Union und SPD sehen eine dies vor - das genaue Volumen aber ist wie bei anderen geplanten Maßnahmen noch unklar.
ÖLHEIZUNGEN: Bei den Emissionen im Gebäudesektor gelten die Heizungen als wichtiger Faktor. Dabei reichen die Forderungen von Prämien für den Austausch bis hin zum schlichten Verbot. Nach Angaben soll nun eine Kombination durchgesetzt werden: Zunächst werden Hausbesitzern mit hohen, aber voraussichtlich sinkenden Prämien für den Austausch gelockt. Ab einem bestimmten Zeitpunkt wird der Kauf und später auch der Betrieb dann komplett verboten. Das IfW findet: Schon eine eindeutige Entscheidung für einen CO2-Preis schaffe einen Anreiz in CO2-arme Heizungen zu investieren. Durch die Absenkung der Stromsteuer und die Finanzierung der EEG-Umlage verbessere sich die Möglichkeit für den Einsatz von elektrischer Energie im Wärmesektor.
LKW-MAUT: Derzeit belaufen sich die jährlichen Einnahmen auf über sieben Milliarden Euro. Erst nach 2022, so erlauben es die EU-Regulierungen, soll die LKW-Maut stärker an Umweltkriterien ausgerichtet und damit erhöht werden. Diskutiert wird zudem eine Ausweitung auch auf Landes- und Kommunalstraßen, auf Lastwagen unter 7,5 Tonnen oder eine sogenannte City-Maut. Das IfW hält eine City-Maut aber nicht für notwendig, wenn ein Preissystem für CO2 existiert. Für andere zeit- und ortsabhängige negative Effekte wie lokale Luftverschmutzung und Staus sei eine schadstoff- und zeitabhängige City-Maut als Lösung durchaus geeignet.
FLUGVERKEHR: Für weniger als 10 Euro durch Europa fliegen? Solche Billigflüge sollen bald abgeschafft werden. Als Untergrenze gilt dann ein Betrag aus Ticket-Steuer und Flughafengebühren. Das Modell würde auch als Anti-Dumping-Vorgabe rechtlich umzusetzen sein. Ein Inlandsflug würde so nicht mehr unter 30 Euro angeboten werden können. Das IfW merkt an, dass der innereuropäische Luftverkehr schon heute Teil des europäischen Emissionshandelssystems sei, jedoch die Zuteilung der Luftverkehrszertifikate noch nicht dem linearen Reduktionsfaktor unterliegt. Generell gilt: Besser als eine Ticketabgabe wäre eine einheitliche CO2-Bepreisung. Die Emissionsziele ließen sich dann über die Reduktion der zugeteilten Zertifikate erreichen.