Parkplatz für Strom: Batteriegroßspeicher sichern Energiewende
Bis zum Jahr 2045 soll Deutschland klimaneutral werden. Dafür braucht es jede Menge Ökostrom. Doch Wind- und Solaranlagen bringen neue Herausforderungen für die Stromnetze: Sie produzieren wetterabhängig und dezentral. Erzeugung und Verbrauch stimmen nicht immer überein. Bei Windrädern lässt sich das häufig mit bloßem Auge beobachten, wenn sich trotz ausreichend Wind die Rotoren nur langsam oder gar nicht drehen. Häufig haben die Netzbetreiber die Anlage dann aus Sicherheitsgründen abgeregelt, weil das Stromnetz sonst überlastet würde. Und bei Flaute und Dunkelheit produzieren Wind und Sonne nicht genug, dann müssen wieder klimaschädliche fossile Kraftwerke einspringen. Doch es gibt zwei Möglichkeiten, überschüssige erneuerbare Energie in das System zu integrieren:
Wie funktioniert ein Pumpspeicherkraftwerk?
Einfach erklärt
Pumpspeicherkraftwerke gibt es seit mehr als 100 Jahren. Sie werden eingesetzt, um ein temporäres Ungleichgewicht zwischen Energieerzeugung und -verbrauch auszugleichen. Und das funktioniert ganz einfach: In den Stunden, in denen viel überschüssiger Strom aus erneuerbaren Quellen wie Wind und Sonne erzeugt wird, wird Wasser in höhere Lagen gepumpt, dass dann bei erhöhtem Energiebedarf abgelassen wird. Dabei treibt es eine Turbine an und erzeugt so Strom. Pumpspeicherkraftwerke dienen auch als Reserveleistung in Notfällen und zur Stabilisierung des Stromnetzes bei plötzlichen Lastschwankungen. Einfach gesagt: Ein Pumpspeicherkraftwerk funktioniert wie eine große Batterie – aber mit Wasser.
Großbatteriespeicher helfen der Energiewende
Moderne Batteriespeicher sind unverzichtbar für die Energiewende. Sie sorgen für Netzstabilität, wenn der Wind nicht weht und Solarzellen ebenfalls keine Energie erzeugen. Neben kompakten Speichern für private Haushalte stehen vor allem große Batteriespeicher im Fokus, die überschüssige grüne Energie aus Photovoltaikanlagen und Windparks aufnehmen, wenn diese nicht direkt gebraucht wird. Diese Energie speisen sie in sonnen- und windarmen Stunden in die Stromnetze ein – zum Beispiel früh morgens, wenn in der Industrie viele Maschinen gleichzeitig hochgefahren werden und dabei kurzzeitig extrem viel Strom ziehen. Oder abends, wenn alle Menschen zu Hause sind und Küchengeräte, Unterhaltungselektronik den Stromverbrauch in die Höhe treiben.
Darum sind Großspeicher für die Netzstabilität beim Strom so wichtig
In großen Kraftwerken laufen Generatoren mit 50 Umdrehungen pro Sekunde. Sie geben den Takt für das ganze Stromnetz vor: 50 Hertz. Steigt der Verbrauch plötzlich, sinkt die Frequenz – mit Folgen von nachgehenden Uhren bis zum Blackout. Dagegen schützen die Trägheit der schweren Generatoren und schnelle Eingriffe. Wird mehr oder weniger Dampf auf die Turbinen geleitet, gleicht die sogenannte „Primärregelung“ Schwankungen aus. Hält die Störung an, springt die Sekundärregelung ein. Weitere Kraftwerke liefern zusätzliche Energie und stabilisieren die Frequenz. In Zukunft könnten Batterien diese Aufgabe übernehmen, weil sie sehr schnell reagieren können.
Ungeplante Netzschwankungen ausgleichen
Die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energiequellen lässt sich nicht genau prognostizieren. Großbatteriespeicher eignen sich besonders gut, um ungeplante Schwankungen im Stromnetz auszugleichen und schnell auf Änderungen in der Stromproduktion und -nachfrage zu reagieren. Sie können in Sekundenbruchteilen ihre volle Leistung zur Verfügung stellen. Wie ein Staudamm Wasser aufstaut und bei Bedarf abgibt, hält der Speicher Strom zurück und gibt ihn gezielt ans Netz ab. Der Fachbegriff dafür ist „Momentanreserve“. Derzeit erbringen vor allem konventionelle Großkraftwerke diese wichtige Dienstleistung – und bekommen sie gut bezahlt. Die Kosten werden über die Netzentgelte von allen Stromverbrauchern getragen.
