Teurer Strom und DunkelflautenWo Batterien bei der Energiewende helfen - und wo noch nicht
Von Oliver Scheel
Deutschland setzt auf erneuerbare Energien, doch ohne Speicher ist die Energiewende kaum machbar. Der renommierte Forscher Martin Winter sieht in Batterien großes Potenzial - erklärt jedoch, was aus seiner Sicht für den Durchbruch noch nötig ist.
Deutschland setzt bei seiner Stromerzeugung auf erneuerbare Energien. Aus der Atomkraft ist die Bundesrepublik nach dem GAU in Fukushima ausgestiegen und auch die klimaschädliche Kohleverstromung wird Schritt für Schritt zurückgefahren. Wind und Sonne sollen übernehmen und die Bevölkerung mit Strom versorgen, aber das schaffen sie nicht zu 100 Prozent. Welchen Beitrag können Großbatterien und Batteriespeicher bei der Energietransformation leisten?
Mit den großen Atom- und Kohlekraftwerken produzierte Deutschland seine Energie zentral an wenigen Orten. Mit Sonne und Wind läuft die Produktion aber genau umgekehrt: An sehr vielen Stellen wird jeweils wenig Energie produziert, also eine dezentrale Energieerzeugung. "Den dezentral erzeugten Strom können wir auch dezentral speichern. Das ist mit Batterien sehr gut möglich", sagt der Batterieexperte Martin Winter, der seit 30 Jahren im Bereich der elektrochemischen Energiespeicherung und Energiewandlung forscht. "Die asiatischen Länder bieten diese Batterien mittlerweile auch so günstig an, dass sich das rentiert."
Keine Lösung für alles
Aber welchen Beitrag können Batterien zum Beispiel in einer Dunkelflaute leisten? "Batteriespeicher entlasten die Netze und gleichen den elektrischen Strom aus Wind und Sonne aus, wenn dieser gerade nicht verfügbar ist. Das können sie über Minuten und Stunden machen, aber nicht tagelang über eine länger andauernde Dunkelflaute", erklärt der Professor der Forschungseinrichtung "Münster Electrochemical Energy Technology" (MEET), die zur Uni Münster gehört.
Winter sagt, dass Batterien leider keine Komplettlösung seien. Ohne Gaskraftwerke gehe es derzeit deshalb nicht. "Batterien helfen aber, das System effizienter zu gestalten und beim Bau neuer Gaskraftwerke verhaltener vorgehen zu können. Batterien sind eine gute Sache auf dem Weg in eine Gesellschaft, die weniger CO2 emittiert. Da sind die Batterien ein absolutes Muss, aber leider nicht die Ultima Ratio", erläutert Winter.
Wenn eine längere Dunkelflaute zuschlägt, sind Batterien allein also nicht die Rettung. Gaskraftwerke sind derzeit eine günstige Option, um den Energiebedarf in Dunkelflauten zu decken. Zukünftig, das rät zumindest die Energie-Expertin Claudia Kemfert vom Deutschen Institut für Wirtschaftsforschung (DIW), könnten klimaneutrale Backup-Kapazitäten wie Batteriespeicher, Wärmespeicher, flexible Biogas- und Wasserstoffkraftwerke die Gaskraftwerke ersetzen.
Ein Problem in Deutschland für Industrie und Verbraucher sind die hohen Stromkosten. Können die Batteriegroßspeicher auch helfen, die Kosten zu senken? Hier gibt sich Winter weniger optimistisch. "Wir haben in Deutschland den Nachteil, dass wir die Erneuerbaren ausgleichen müssen. Das heißt, dass wir jede Menge Kraftwerke im Hintergrund halten müssen, um den Ausfall der erneuerbaren Energien zu kompensieren, wenn diese gerade nicht in ausreichendem Maße zur Verfügung stehen."
Dies bedeute doppelte Vorsorgekosten, doppelte Betriebskosten und einen doppelten Verschleiß, so der Experte. "Stellen Sie sich vor, Sie haben zu Hause ein zweites Auto, das Sie nur nutzen, falls das erste mal ausfällt", erläutert Winter. Bis genügend Speicherlösungen wie Batteriekraftwerke verfügbar sind, würde dieses System immer teurer sein, "als wenn man sich nur auf eine Technologie verlässt".
Kluge Digitalisierung könnte helfen
Eine kluge Digitalisierung könnte helfen, diesen Weg schnell und erfolgreich zu gehen. In wind- und sonnenschwachen Zeiten könnten Privatleute den Spieß umdrehen und Energieversorgern den Strom schicken - aus den Batterien von Elektroautos etwa. "Eine Million Autobatterien haben mehr Kapazität und Energie als alle Pumpspeicherkraftwerke Deutschlands zusammen. Das ist eine Menge", erklärt Winter. Und für die bereitgestellte Energie bekommen die Kunden ja auch Geld. Es brauche dazu im Prinzip nur eine Kommunikation der Wallbox mit dem Stromanbieter.
"Fahrzeugbesitzerinnen und -besitzer könnten dann Strom, den sie nicht selbst benötigen, abgeben. Wenn ich zum Beispiel 60 Prozent meines Stroms heute Abend noch benötige, weil ich noch eine längere Tour fahren muss, kann ich den Rest in das Kraftwerk einspeisen. Dafür brauchen wir ein smartes Lade-/Entladeverhalten, das konsumentengerecht angepasst wird. Das kommt auch der Autobatterie zugute", so Winter. Denn die altere mehr oder weniger unkontrolliert durch sogenannte Selbstentladung, wenn das Fahrzeug einfach nur stehe.
"Wenn wir Batterien an den Ladestrom hängen und dauerhaft laden und entladen, ist das im Prinzip eine kontrollierte Alterung. Wenn dieses Laden und Entladen besonders schonend durchgeführt wird, verlängert das die Lebensdauer der Batterie", erklärt der Batterie-Experte.
"Müssen Batterien selbst herstellen"
Ohne Großspeicher und Batterien werden wir die Transformation kaum schaffen. Schließlich benötigen wir immer mehr Energie. "Datenbanken, KI und Clouds, Robotik, Medizintechnik und E-Autos - es wird immer mehr Strom, den wir benötigen", so Winter, der fordert, dass wir uns in Deutschland endlich auf eigene Füße stellen: "Wenn wir uns umstellen und einen Großteil der Energie aus erneuerbaren Quellen beziehen und mit Batterien speichern wollen, dann müssen wir selbst Technologien produzieren und uns selbst versorgen können. Wir müssen also die Möglichkeit haben, Zellen und Batterieeinheiten vor Ort zu bauen. Das ist eine volkswirtschaftliche Aufgabe", sagt er.
Schließlich seien Batterien "ein Schlüssel, um neue Technologien für die Gesellschaft nutzbar zu machen. Man kann die Umwelt damit lebenswert erhalten oder lebenswerter machen, indem insbesondere lokal Emissionen vermieden werden." Daher sei es gerade für einen Technologiestandort wie Deutschland wichtig, "sich bei diesem Schlüsselthema nicht abhängen zu lassen".