Wenn von Energiespeichern die Rede ist, denkt man meistens zuerst an Batterien oder an die österreichischen Pumpspeicher, in denen Wasser in den Alpen in Stauseen gespeichert und bei Bedarf über Turbinen in elektrische Energie umgewandelt werden kann. Energiespeicher zeichnen sich dadurch aus, dass sie Energie bedarfsgerecht und damit unabhängig vom Zeitpunkt ihrer Erzeugung zur Verfügung stellen („power on demand“). Das macht sie zu einem wichtigen Baustein für die Energiewende.
Je nach Speicherart und -form kann Energie über Stunden, Tage oder über Jahreszeiten hinweg gespeichert werden. Es gibt mechanische, (bio-)chemische, elektrochemische, elektrische und thermische Energiespeicher.
Batterien gehören zu den elektrochemischen Speichern. Laut Internationaler Energieagentur (IEA) sind sie eine der Schlüsseltechnologien zur fossilen Dekarbonisierung, da sie den steigenden Einsatz erneuerbarer elektrischer Energie – auch im Kontext zunehmender Elektrifizierung – begünstigen und ermöglichen. 2023 waren laut IEA weltweit über 85 GW an Speicherleistung in Form von Batterien im Einsatz. Insbesondere Lithium-Ionen-Batterien dominieren den heutigen Markt durch ihre starke Kostendegression (90% seit 2010) und zunehmende Leistungsfähigkeit.
Die österreichischen Pumpspeicher sind mechanische Speicher. Sie haben eine Speicherkapazität von ca. 3600 GWh, was – rein rechnerisch – dem heimischen Bedarf an elektrischer Energie von ca. 20 Tagen entspricht. Pumpspeicher werden aber hauptsächlich dazu verwendet, um Regelenergie für das Stromnetz zur Verfügung zu stellen.
Für die Speicherung von Wärme spielt Wasser eine sehr wichtige Rolle. Der für die Wärmeversorgung von Graz geplante Solarspeicher, in dem im Sommer über ein Solarkollektorfeld von 320.000 m2 Wasser erwärmt werden soll, um die Wärme im Winter an das Fernwärmesystem abzugeben, hat eine geplante Kapazität von 340 GWh. Dieser Speicher wäre ein saisonaler Energiespeicher. Demgegenüber speichern die Warmwasserspeicher und -boiler, die in österreichischen Haushalten von zusammen ca. 4,5 Mio. m2 Solarkollektorfläche erwärmt werden, die Solarwärme in ca. 15 GWh Warmwasser über einige Tage, sodass man auch eine Kaltwetterperiode überbrücken kann. Bei diesen Speichern spricht man von Speichern für sensible Wärme.
Es gibt aber noch andere Energiespeicher: Die Pelletslager in den ca. 190.000 Haushalten, die in Österreich mit Pellets heizen, haben zusammen eine Speichergröße von knapp 4000 GWh. Hierbei handelt es sich um biogene Energiespeicher, die als Saisonspeicher vom Sommer in den Winter geeignet sind. Auch Brennholz kann man als saisonalen Energiespeicher betrachten, in Österreich immerhin ein Speicher von ca. 15000 GWh Größe, wenn man annimmt, dass gewöhnlich der Jahresverbrauch an Brennholz gespeichert (gelagert) wird. Brennholz ist mit ca. 7,3 cent/kWh (Juli 2024) ein sehr kostengünstiger saisonaler Energiespeicher.
Es gibt noch eine Fülle von anderen Energiespeichern mit verschiedenem Technologiereifegrad, von Erdsondenfeldern, in denen man die sommerliche Hitze einspeichern und im Winter über Wärmepumpen nutzen kann, die thermische Bauteilaktivierung, bis zu Schwungrädern, Druckluftspeichern, Superkondensatoren oder der Untergrund-Schwerkraftspeicherung in aufgelassenen Minen.
Wichtig ist es, einen Speicher an die jeweilige Energiequalität anzupassen, die man für eine Dienstleistung benötigt. Es macht keinen Sinn, elektrische Energie in teuren Akkus zu speichern (44 cent/kWh in Li-Ionen-Akku), wenn man sie für Energiedienstleistungen wie Raumwärme benötigt. Umgekehrt wird man auch in Zukunft kein Auto und keinen Computer mit in Warmwasser gespeicherter Energie aus thermischen Solarkollektoren betreiben können – hierfür wird man auf elektrische Energie oder (für Autos auch) flüssige biogene Energieträger angewiesen bleiben.
Quelle:
IEA (2024), Batteries and Secure Energy Transitions, IEA, Paris
