Speicherung elektrischer Energie - Technologien zur Netzintegration erneuerbarer Energien

Die Einspeisung ungeregelter regenerativer Energien - wie Strom aus Windkraft und Photovoltaik - erzeugt starke Schwankungen im Netz. Um diese Schwankungen auszugleichen, die Stabilität des Netzes sicherzustellen und Windkraftanlagen vor Abschaltungen zu bewahren, müssen nach einer Netzstudie der Deutschen Energie-Agentur (Dena) bis zu 20 % Reserve- und Regelleistung vorgehalten werden [Dena, 2005]. Der Reserve- und Regelleistungsbedarf wird in Zukunft überproportional steigen, da einerseits Ausgleichseffekte zwischen den Windparks geringer ausfallen dürften und zugleich immer weniger konventionelle Kraftwerkskapazität zum Ausgleich zur Verfügung steht. In der Praxis können nur 5 bis 7 % (Tendenz fallend) der installierten Windenergieleistung als "sicher" eingestuft werden. Während heute das Verhältnis von "fluktuierender" Energieleistung (Wind, Sonne) zu regelbarer Leistung etwa 1 zu 6 beträgt, wird sich dieses Verhältnis bis 2030 fast auf 1 zu 1 angenähert haben. 2050 könnte sich das Verhältnis nach der Leitstudie 2007 des Bundesumweltministeriums (BMU) bis auf 1 zu 0,5 umgekehrt haben (vgl. Abb. 1) [Nitsch, 2007]. Um den prognostizierten Ausbau regenerativer Energie bei gleichzeitig hoher Sicherheit und Verfügbarkeit des deutschen Stromnetzes realisieren zu können, werden künftig vermehrt Stromspeicher im Netz notwendig sein. Diese können beispielsweise sowohl bei zu hoher Windleistung Energie speichern, als auch bei Windflaute wieder ins Netz einspeisen. Da der Ausbau von Pumpspeicherkapazitäten weder regional noch national in großem Umfang möglich ist, werden neue, von der Topologie unabhängige Speichersysteme notwendig sein.