Energiespeicher allgemein
Technologie-Check
Definition und Wirk-/Funktionsprinzip
Die Speicherung von Energie in verschiedenen Formen zur späteren Verwendung ermöglicht die Entkopplung von Energieerzeugung und -verbrauch. Speicher können so neben Effizienzsteigerung auch zum Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage beitragen und die Integration erneuerbarer Energiequellen ermöglichen.
Man unterteilt Energiespeicher in elektrochemische, elektrische, mechanische und thermische Energiespeicher. Für die mittel- bis langfristige Speicherung von Energie kommen vor allem elektrochemische und thermische Energiespeicher infrage. Elektrochemische Energiespeicher, wie z. B. Li-Ionen Speicher bestehen aus einer oder mehreren elektrochemischen Zellen. Diese speichern und geben elektrische Energie durch chemische Reaktionen ab und haben einen Wirkungsgrad von > 95 %. Thermische Energiespeicher, latente oder sensible Energiespeicher speichern thermische Energie durch die Nutzung einer Temperaturdifferenz und erreichen ebenfalls einen Wirkungsgrad von > 95 %. Je nach Anwendungsbereich stehen Energiespeicher mit Kapazitäten zwischen 5 kWh bis 1 GWh zur Verfügung.
SWOT-Analyse
Stärken
- Flexible Einsatzmöglichkeiten, sodass sie in verschiedene Energiesysteme integriert werden können
- Energiespeicher ermöglichen die Verlagerung des Energieverbrauchs von Zeiten mit niedrigem Bedarf auf Zeiten mit hohem Bedarf
- Die Energiespeicherung erleichtert die Integration erneuerbarer Energiequellen, indem sie überschüssige Energie während der Produktionsspitzen speichert und sie in Zeiten geringer Produktion wieder abgibt
- Batterien und thermische Energiespeicher sind emissionsarm oder emissionsfrei und tragen so zur Verringerung der Treibhausgasemissionen und zur Verbesserung der ökologischen Nachhaltigkeit bei
- Energiespeicher leisten einen hohen Beitrag zur Netzstabilität
- Es gibt eine hohe Vielfalt und somit auch auch zahlreiche Anwendungsmöglichkeiten
Schwächen
- Energiespeichertechnologien können teuer sein. Sowohl Investitionen als auch Betriebskosten können hoch sein (z. B. Li-Ionen-Speicher)
- Einige Energiespeichertechnologien haben eine begrenzte Energiedichte, d. h. sie können nur eine begrenzte Menge an Energie pro Volumen- oder Masseneinheit speichern. In der Produktion ist der Flächenbedarf oftmals eine kritische Kenngröße
- Bestimmte Energiespeichertechnologien, wie z. B. Li-Ionen-Speicher, sind auf seltene Erden angewiesen
- Bei Energiespeichersystemen kann es während des Speicher- und Abrufprozesses zu Energieumwandlungsverlusten kommen
- Einige Energiespeichertechnologien haben eine begrenzte Lebensdauer und verlieren im Laufe der Zeit an Leistungsfähigkeit
Chancen
- Laufende Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen führen zu Fortschritten bei den Energiespeichertechnologien, wie z. B. bei der Erhöhung der Energiedichte und der Senkung von Kosten
- Die Elektrifizierung von Prozessen macht eine Speicherung von Energie unabdingbar, was die weitere Einführung von Energiespeichern begünstigt
- Der Einsatz von Energiespeichern kann z. B. durch finanzielle Anreize gefördert werden, indem mit dem Energiemarkt interagiert wird
- Steigerung der Dekarbonisierung durch flexibleren Einsatz erneuerbarer Energien
Risiken
- Schwankende Energiepreise, unsichere Marktbedingungen und die Verfügbarkeit alternativer Energiequellen können die Wirtschaftlichkeit gefährden
- Energiespeichertechnologien, insbesondere Systeme mit hoher Kapazität, bergen Sicherheitsrisiken wie thermisches Durchgehen, Brandgefahr oder chemische Lecks
- Die Gewährleistung angemessener Sicherheitsmaßnahmen und die Berücksichtigung der Bedenken der Öffentlichkeit sind für eine breite Akzeptanz unerlässlich
- Aktuell kommen viele Energiespeicher aus China und stellen eine Abhängigkeit dar
Erfolgsbeispiele
- In Baden-Württemberg umgesetzt: EnBW baut einen Batteriespeicher in Marbach zur Netzstabilisierung.
Zum Erfolgsbeispiel - Das Fraunhofer IISB hat im Rahmen eines öffentlich geförderten Projektes gezeigt, wie Lastspitzen mit Hilfe von Batteriespeichern abgefangen werden können.
Zum Erfolgsbeispiel
