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Energiespeicher

Als Energiespeicher bezeichnet man Technologien, die bei Bedarf Energie aufnehmen, speichern und wieder abgeben können. Es gibt eine Vielzahl von Speichertechnologien und mehrere Möglichkeiten, sie zu klassifizieren. Speicher werden anhand der zu speichernden Energieform (Strom-, Wärme- und Kältespeicher, Kraftstoffe bzw. chemische Speicher), des Speichermediums, ihrer Speicherkapazität und Entladezeit unterschieden:

Stromspeicher sind:

• Elektrochemische Systeme (Batterien)

• Pumpspeicher

• Druckluftspeicher

• Schwungradspeicher (im Verkehr)

Thermische Energiespeicher sind:

• Wasserspeicher

• Baumaterialien, Gebäude

• Geothermische Speicher für Wärme und Kälte

• Phasenwechselmaterialien

Chemische Speicher / Kraftstoffe auf Basis Erneuerbarer Energien sind:

• Biodiesel, Pflanzenöl, Bioethanol oder Biomethan (Biogas)

• Erneuerbares Methan –Mittels Strom aus Erneuerbaren Energien gewonnenes Methan zur Einspeisung und Speicherung im Erdgasnetz

• Wasserstoff – Mittels Strom aus Erneuerbaren Energien gewonnener Wasserstoff als Beimischung ins Erdgasnetz bis ca. 5 bis 10 Prozent oder in Wasserstofftanks für Tankstellen

Wasserstoff und Methan können aus überschüssigem erneuerbarem Strom durch Elektrolyse von Wasser und anschließender Methanisierung mit CO2 gewonnen werden. Beide Gase können je nach Bedarf wieder zu Strom, Wärme und Kraftstoff umgewandelt werden.

Die Speicherkapazität ist ein Maß für die Größe eines Energiespeichers, vergleichbar mit dem Speichervolumen. Sie kann von einigen Kilowattstunden bis zu Terawattstunden reichen, die eingespeichert und wieder abgegeben werden können. Beispiel für kleine Speichereinheiten sind Batterien. Zu den Speichern mit mittlerer Speicherkapazität zählen z.B. Druckluftspeicher und Pumpspeicher. Die größten Energiemengen lassen sich als Wasserstoff oder Methan im Erdgasnetz einspeichern. Hierbei werden Elektrolyse und Methanisierung als Option für eine Langzeitspeicherung von Stromüberschüssen aus Wind- und Sonnenenergie betrachtet. Diese Techniken befinden sich in der Forschung und Entwicklung und teils bereits in einem technologischen Versuchsstadium (Power to Gas-Anlagen), um die Umwandlungskapazitäten zu erhöhen und die Wirtschaftlichkeit zu entwickeln.

Bei der Entladezeit können Kurz-, Mittel- und Langzeitspeicher voneinander unterschieden werden. Zu den Kurzzeitspeichern, die innerhalb von Sekunden bis Minuten Energie bereitstellen können, zählen z.B. Schwungradspeicher oder Batterien. Sie sind durch eine hohe Leistungsdichte, aber geringe Speicherkapazität gekennzeichnet. Tagesspeicher haben eine größere Kapazität und sind in der Lage, Energie über Zeitspannen zwischen einer bis zehn Stunden bereitzustellen. Dazu gehören beispielsweise Pumpspeicherkraftwerke oder Druckluftkraftwerke. Um über Wochen bis Monate hinweg Energie zu speichern, kommt z.B. das Erdgasnetz in Frage. Von der Länge der Speicherfähigkeit ist noch die Aktivierungsgeschwindigkeit abzugrenzen. Denn nicht nur für wie lange, sondern auch wie schnell Energie aus einem Speicher bereitgestellt oder eingespeichert werden kann, ist für die Stromwirtschaft entscheidend.

Für das Energiesystem ist es außerdem von Bedeutung, ob es sich um zentrale oder dezentrale, sprich modulare Speichersysteme handelt. Zentrale Speicher, wie Wasserkraftspeicher, sind an bestimmte Standorte gebunden. Demgegenüber sind modulare Speicher aus kleineren Einheiten, wie Batterien, ortsunabhängig nutzbar. Dezentrale, flexible Speicher können Zusatznutzen erfüllen, wie das beispielsweise bei der Elektromobilität der Fall ist.

Siehe auch >Regelenergie, >Pumpspeicherkraftwerk, >Elektromobilität, >Wasserstoff, >Methanisierung, >Elektrolyse


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