Bisher fließt Solarstrom nur, wenn die Sonne scheint. Speichern können wir ihn in großem Stil nicht. Warum das so schwierig ist und wie Forscher versuchen, das Problem zu lösen, hören Sie in dieser Podcast-Folge von "Wieder was gelernt".

In der Photovoltaik steckt noch ein riesiges Potenzial. Doch bisher fehlt ein Weg, Solarstrom in großem Stil zu speichern. Die Lösung könnte die Wasserstofftechnologie sein. Mit Ökostrom lässt sich über Elektrolyse Wasserstoff herstellen, der lässt sich speichern und bei Bedarf wieder in Strom umwandeln. Wie das funktioniert und was die Schwierigkeit bei dieser Technologie ist, erklärt der Photovoltaik-Experte Klaus Lips. Er forscht am Helmholtz-Zentrum Berlin und ist Physikprofessor an der Freien Universität Berlin.

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"Das geht eigentlich relativ einfach. Das nennt sich Elektrolyse. Ich leite den Strom durch Wasser und spalte das Wasser auf in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff. Da brauche ich noch die Hilfe von sogenannten Katalysatoren, damit das effizienter geht. Den Wasserstoff kann ich dann zum Beispiel entweder in Tanks lagern oder über eine Pipeline – wir haben ja diese Gassysteme zur Verfügung – dahinführen, wo ich ihn brauche. Ich kann den Wasserstoff wieder in Strom umwandeln mit einer sogenannten Brennstoffzelle."

Doch die Wasserstofftechnologie hat einen Schwachpunkt: sie rechnet sich noch nicht. Das liegt unter anderem daran, dass wir für die Brennstoffzellen die eben erwähnten Katalysatoren brauchen. Die sind in der Regel aus seltenen und teuren Edelmetallen wie Platin.

"Diese Technologie können wir im Moment noch nicht so günstig und in so großen Mengen herstellen, dass wir damit unsere alltäglichen Speicherbedürfnisse stillen können. Aber langfristig gesehen, wenn wir diese Katalysatoren immer weiterentwickeln, dann werden wir es auf jeden Fall schaffen, diesen Wasserstoff in sehr großen Mengen über regenerativen Strom zu erzeugen. Es hängt letztendlich an diesen Katalysatoren. Das würde den Preis dramatisch runterbringen."

Panorama 13.01.19 00:51 min

Zehn Sonnenstunden pro Tag Ägyptisches Dorf zapft Energie aus 140 Solarmodulen

Die Energiewende würde es stark voranbringen. Weltweit arbeiten Forscher daran, das Problem mit den Katalysatoren zu lösen. Auch Klaus Lips und seine Kollegen am Helmholtz-Zentrum Berlin. Sie versuchen, andere geeignete Materialien zu finden, die häufiger vorhanden sind – wie zum Beispiel Eisen oder Mangan. Außerdem arbeiten sie daran, ein Verfahren zu entwickeln, bei dem die ganzen Prozesse in nur einem einzigen Bauelement ablaufen und weniger Material verbraucht wird. Klaus Lips hofft auf eine Lösung in den nächsten 20 Jahren. Das sei essentiell für die Energiewende, sagt er.

"Denn die Energiewende braucht im Prinzip entweder diese Speicherkapazitäten oder die Energiewende braucht eine Möglichkeit, wie wir den Strom so verteilen, dass wir zu jedem denkbaren Szenario – kein Wind, nachts, kein Sonnenlicht – immer wieder unseren Strom zur Verfügung stellen können. Das ist eine der ganz großen Herausforderungen. Die wirklich anzugehen bedeutet, dass man nicht nur regenerativ aufbauen muss, sondern man muss auch natürlich Energieverbrauch einsparen."

Deutschland ist noch weit davon entfernt, die Ziele der Energiewende zu erreichen. Dazu gehört, dass in 30 Jahren 80 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Energien kommen soll. Im letzten Jahr waren es knapp 38 Prozent Ökostrom. Der Solarforscher glaubt aber, dass es noch machbar ist, die Energiewende rechtzeitig hinzukriegen. Aber nur, wenn der Ausbau der Netze deutlich schneller vorangeht und sie mehr Strom aus erneuerbaren Energien verkraften.

"Das heißt, wir müssen wesentlich schneller die Stromtrassen aufbauen, wir müssen wesentlich schneller die Speicherkapazitäten vorhalten, wir müssen wesentlich schneller die Elektrofahrzeuge in die Städte bringen, wir müssen die Wasserstofftechnologie aufbauen. Das bedeutet aber eine riesen Investition, die wir in diese Technologien machen müssen."

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