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Energiespeicher im Netz

Das elektrische Energie-Versorgungssystem befindet sich im größten Umbruch seit der Liberalisierung im Jahre 1998. Während sich die Erzeugung – insbesondere Windenergie – tendenziell immer weiter in Regionen in Nord- und Ostdeutschland mit relativ geringem Bedarf an elektrischer Energie verlagert, befinden sich die Verbrauchsschwerpunkte im Westen bzw. im Süden Deutschlands. Hinzu kommen zeitliche Schwankungen zwischen Erzeugungsgang und Lastgang, deren Ausgleich in zunehmendem Maße eine Herausforderung für die Netz- und Kraftwerksbetreiber darstellt. Bei der Bewältigung dieser Aufgabe könnten Energiespeicher eine wichtige Rolle spielen.

Für den Ausgleich längerfristiger Schwankungen über Wochen, Monate oder auch saisonal werden sehr große Energiespeicher benötigt. Hierfür hat sich noch keine Technologie im großtechnischen Maßstab etabliert. Die geringe Zahl der Speicherzyklen über das Jahr erschwert es zudem, wirtschaftliche Lösungen zu entwickeln.

Kurzfristige Last- und Erzeugungsschwankungen, beispielsweise durch Sturmabschaltungen von Windenergieanlagen erfordern leistungsstarke und reaktionsschnelle Flexibilitäten, z. B. auf Verbrauchsseite (Lastmanagement) oder durch Speicher. Hier können unterirdische Pumpspeicherkraftwerke mit relativ kurzen Volllastbetriebszeiten im Stundenbereich ihre Nische finden. Pumpspeicherkraftwerke lassen sich bei Ausfall der Netzstromversorgung selbstständig hochfahren und liefern anderen Kraftwerken den zum Anfahren benötigten Strom. Mit dieser Schwarzstartfähigkeit erhöhen sie die Versorgungssicherheit in einem Stromnetz.

Mit der „Förderinitiative Energiespeicher” bündeln die drei Bundesministerien für Wirtschaft (BMWi), Umwelt (BMU) und Forschung (BMBF) Forschungskompetenz und Forschungsmittel, um der Energiewende die notwendigen Instrumente an die Hand zu geben. Die Ministerien stellen bis 2017 rund 200 Millionen Euro für Forschungsvorhaben der Förderinitiative bereit. Ziel ist es, eine große Bandbreite von Speichertechnologien für Strom, Wärme und andere Energieträger weiterzuentwickeln. Dabei stehen zwei „Leuchttürme“ im Fokus: die stoffliche Speicherung von Windstrom in Form von Wasserstoff oder Methan sowie die Fortentwicklung von Batteriesystemen für die Netzstabilität. Ein weiterer Forschungsschwerpunkt ist die Wärmespeicherung. Insbesondere Latentwärmespeicher und chemische Speicher sowie Projekte mit Bezug zu erneuerbaren Energien stehen im Fokus. Die Projekte der Förderinitiative werden fortlaufend auf dem Webportal forschung-energiespeicher.info dokumentiert.

Projektinfo 18/2013:
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