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Im Projekt M5BAT werden fünf verschiedene Batterie-Technologien zu Test- und Bewertungszwecken eingesetzt, im Bild Bleibatterien (CSM-Technologie) (Quelle: RWTH Aachen/PGS/E.ON Energy Research Center)
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Aus dem Facharchiv: Elektropraxis

Witterungsabhängigkeit der Stromversorgung und Folgen: Stromspeicher bleiben gesucht (2)

16.04.2020

Im ep-Dossier „Technik der Energiewende“ [1] wurde anhand aktueller Zahlen dargelegt, was es damit auf sich hat, wie die Aussichten sind, wo die Hoffnungen und Grenzen liegen und wie weit die „Wende“ bereits vollzogen ist. Nun bleiben aber aktuelle Zahlen niemals dauerhaft aktuell.

Nachfolgend wird daher die Entwicklung fortgeschrieben. Bei dieser Gelegenheit werden noch einige Zusammenhänge genauer erläutert, die zu betrachten sind, wenn die Stromerzeugung von Klima und Wetter abhängig wird. Die „Lagerung“ elektrischer Energie im Netz, wie sich dies Laien zum Teil vorstellen, gibt es also praktisch gar nicht. Die rotierende Energie der Kraftwerksgeneratoren reicht nur für Sekundenbruchteile. In Solaranlagen fehlen diese ganz; in Windkraftanlagen werden sie durch einen leistungselektronischen Umrichter vom Netz entkoppelt. Die mechanischen Umformerwerke von DB Energie, die früher einphasigen Bahnstrom mit einer Frequenz von 16 2/3 Hz mittels eines 6-poligen Drehstrommotors und eines 2-poligen Wechselstrom-Generators erzeugten, wurden fast alle durch statische Umrichter (also ohne bewegliche Teile [9]) ersetzt, da diese sich wartungsarm betreiben lassen und – vor allem bei niedriger Auslastung – viel bessere Wirkungsgrade aufweisen. Nebenwirkung auch dieser – ansonsten nichts als begrüßenswerten – Umstellung ist aber die Abnahme kinetischer Energiereserven im Netz.

Reale physische 
Energiespeicher

So steht das Stromnetz vor dem gleichen Problem wie die Millionen Berufspendler (PKW-Aufkleber: „Du stehst nicht im Stau, du bist der Stau“): „Warum“, so fragt sich der Einzelne, „müssen die alle zur selben Zeit fahren wie ich?“ Nun, weil sie zur selben Zeit am Ziel sein müssen. Die Arbeitszeiten liegen nun mal so. Ein Stromversorgungsnetz wird jedoch manchmal so gesehen, als könne man die zurückgelegten bzw. zurückzulegenden Kilometer vorerst „zurücklegen“ und die Fahrzeit virtuell dann verbringen, wenn man schon im Büro sitzt und der Verkehr sich draußen mäßigt. Ein Kilometer gefahrene Strecke lässt sich aber ebenso wenig lagern wie ein Eimer voll Licht, und in eben dieser Liga spielt leider auch die elektrische Energie.

Der Aachener Batteriespeicher

Zum Abfedern kurzfristiger Schwankungen eignen sich, technisch gesehen, Batteriespeicher wie der in Aachen vor kurzem errichtete mit einer Speicherkapazität von 5 MWh (Bild) sogar besonders gut. Je nach dem, wie die Preise für Regelenergie und Regelleistung sich entwickeln, kann der Betrieb sogar wirtschaftlich sein. Allerdings kam das Netz bisher auch ohne sie aus, obwohl eine Bedingung lautete, dass das UCTE-Netz den gleichzeitigen unvorhergesehenen Ausfall von drei großen Kraftwerksblöcken verkraften muss [10]. Außerdem ist von diesen Einsätzen bei den Speichern oft gar nicht oder nur nebenbei die Rede, sondern es entsteht der Eindruck, die gesuchten Saisonalspeicher, die für mindestens 30, besser 90 Tage elektrische Energie – und sei es indirekt – speichern können, seien nun erfunden. Davon kann bei Batteriespeichern wie dem in Aachen aber keine Rede sein. Er kann so viel Energie speichern wie ein Kernkraftwerk in 14 Sekunden erzeugt. Alle in Deutschland bereits im Einsatz befindlichen Solaranlagen würden ihn rechnerisch (bei Sonnenschein) in einer halben Sekunde aufladen. Wollte man die Hälfte der Tagesproduktion für die Nacht auf Halde legen, bräuchte man also rund 40 000 Aachener Batteriespeicher zum Preis von rund 260 Mrd. Euro, gut 3 000 Euro pro Kopf der Bevölkerung – entsprechend der Stromrechnung eines 3-Personen-Haushalts für 3 Jahre. Wir müssten also pro Person zusätzlich so viel bezahlen wie wir in 9 Jahren pro Person ohnehin schon für Strom ausgeben. Andere hiermit in Zusammenhang zu sehende Probleme (z. B. Rohstoffe) lassen diese Lösung surreal erscheinen – völlig unabhängig davon, wie billig die eigentliche Produktion der Batteriespeicher mit der Masse noch wird [11]. Autor: S. Fassbinder Literatur: [1] http://shop.elektropraktiker.de/item/Technik-der-Energiewende-PDF.html [9] lat. stare = stehen [10] Fassbinder, S.: Euroverbundnetz – wie funktioniert das? ET Elektrotechnik 11/2009, S. 55. [11] Hettich, P.; Walther, S.: Hype um Batterien lässt das Verteilnetz vergessen – Skizzen zu einer sachgerechteren Anlastung der Netzkosten. Bulletin Electrosuisse 12/2015, S. 24. www.bulletin-online.ch/de/themen/energiepolitik/artikel-detailansicht/news/14750-hype-um-batterien-laesst-das-verteilnetz-vergessen.html Der vollständige Artikel ist in unserem Facharchiv nachzulesen.