Die Langzeitspeicherung von Energie ist von entscheidender Bedeutung für die Ausweitung des Zugangs zu erneuerbaren Energien bei gleichzeitiger Gewährleistung der Zuverlässigkeit und Widerstandsfähigkeit der Energieversorgung. Einige sich abzeichnende Möglichkeiten für Langzeitspeicher sind:
● Gepumpte Wasserkraft
● Druckluft Energy Storage
● Vehicle-to-Grid-Technologie
● Grüner Wasserstoff

Solar- und Windenergie haben sich als leistungsstarke, saubere Alternativen zu fossilen Brennstoffen erwiesen, doch sie haben aufgrund ihrer Unbeständigkeit Grenzen: Die Sonne scheint nicht immer, und der Wind weht nicht immer. Mit der Energiespeicherung können wir das Potenzial intermittierender Energiequellen maximieren und die Dekarbonisierung unseres Stromnetzes beschleunigen, indem wir überschüssige Energie, die in Zeiten hoher Produktion und geringer Nachfrage erzeugt wird, speichern, um sie bei Bedarf wieder freizugeben.

Langfristige Energiespeicherung bezieht sich auf Technologien, die Energie für längere Zeiträume speichern können, in der Regel von 8-12 Stunden bis zu mehreren Wochen oder Monaten. Um den Speicherbedarf zu decken, müssen wir in kostengünstige, langfristige Lösungen investieren. Im Folgenden werden einige wichtige Technologien und Überlegungen zur Langzeitspeicherung vorgestellt, die über die allgegenwärtige Lithium-Ionen-Batterie hinausgehen.

1. Gepumpte Wasserkraft

Die Pumpspeicherung von Wasser macht 95% der Energiespeicherung im industriellen Maßstab. Mit Hilfe von Strom wird Wasser bergauf gepumpt, wo es in einem Stausee gespeichert wird. Wenn zusätzliche Stromerzeugung im Netz benötigt wird, in der Regel während der Spitzenlastzeiten am Abend oder in anderen Fällen, in denen die Nachfrage das Angebot zu übersteigen droht, wird das Wasser wieder nach unten geleitet, um Turbinen zur Stromerzeugung anzutreiben.

Erwägungen: Diese Projekte sind flexibel und kostengünstig im Betrieb, verursachen keine Emissionen, haben lange Speicherzeiten und sind hocheffizient. Allerdings sind sie teuer im Bau, benötigen viel Land, können natürliche Lebensräume stören und die Wasserqualität beeinträchtigen. Weitere Innovationen sind erforderlich, um potenzielle Umweltprobleme und -auswirkungen anzugehen.

2. Druckluft Energy Storage (CAES)

CAES nutzt Elektrizität, um Luft zu komprimieren und in unterirdische Reservoirs zu pumpen. In Zeiten hohen Energiebedarfs wird die komprimierte Luft freigesetzt und zum Antrieb eines Generators verwendet.

Erwägungen: CAES hat eine hohe Speicherkapazität, hält lange Zeit und verursacht keine Emissionen. Allerdings ist sie weniger energieeffizient als andere Langzeitspeicheroptionen, und ihre Nutzung ist aufgrund der Verfügbarkeit unterirdischer Reservoirs geografisch begrenzt.

3. Fahrzeug-zu-Netz (V2G)

V2G ist eine Möglichkeit, Energie zu speichern und zu verteilen, indem man die Batterien nutzt, die bereits in Elektrofahrzeugen vorhanden sind. Normalerweise denken wir bei Elektroauto-Batterien an das Laden in eine Richtung. Bei der V2G-Technologie fließt der Strom in zwei Richtungen: Das Elektroauto kann über das Netz aufgeladen werden, vorzugsweise durch Solarenergie vor Ort, und das Elektroauto kann auch Energie in das Netz zurücksenden. Mit der richtigen V2G-Implementierung und Integration in das Netz können Energieversorger die Fahrer von E-Fahrzeugen dafür entschädigen, dass sie die Lade- und Entladevorgänge so planen, dass sie besser auf den Netzbedarf abgestimmt sind.

Erwägungen: V2G ist kostengünstig und hat eine große Wirkung, da es sich auf bereits vorhandene und sehr energieeffiziente Technologie stützt. Die Hersteller haben jedoch darauf hingewiesen, dass die veränderten Einsatzmöglichkeiten der Autobatterien zusätzliche Überlegungen erfordern. Außerdem muss sichergestellt werden, dass die Batterien von Elektrofahrzeugen mit sauberer Energie geladen werden. V2G erfordert die Zusammenarbeit einer Vielzahl von Akteuren, darunter Versorgungsunternehmen, Autofahrer und der Transportsektor, was die Verwaltung und den Einsatz in großem Maßstab komplexer macht als bei herkömmlichen Speicheroptionen. Erforderlich sind u. a. der Aufbau von Kommunikationswegen rund um die Netzbedingungen, die Erweiterung von V2G-Software und -Hardware, die Schaffung von Anreizen zur Teilnahme und die Entwicklung von regulatorischen Fortschritten zur Gewährleistung einer sicheren Einführung. Sehen Sie sich an, wie MCE die Wechselwirkungen zwischen Fahrzeug und Netz mit unserer intelligenten Lade-App erforscht MCE Sync.

4. Grüner Wasserstoff

Wasserstoff ist ein flexibler Brennstoff, der durch thermische, elektrolytische, solarbetriebene und biologische Prozesse erzeugt und für viele Anwendungen genutzt werden kann. Grüner Wasserstoff kann durch die Verwendung von erneuerbarem Strom erzeugt werden, der dann als Brennstoff gespeichert werden kann, um mit herkömmlichen Turbinen oder sauberen Brennstoffzellen während der Spitzenlastzeiten Strom zu erzeugen.

Erwägungen: Grüner Wasserstoff hat die einzigartige Fähigkeit, kohlenstofffreie Energie über längere Zeiträume zu speichern. Allerdings ist grüner Wasserstoff aufgrund der geringen Effizienz von Anwendungen zur Speicherung erneuerbarer Energien, der hohen Kosten für die Ausrüstung und des Mangels an Finanzmitteln ein teurer Weg. Außerdem können bei der Herstellung und Verbrennung von Wasserstoff je nach Verfahren Luftschadstoffe freigesetzt werden.

Herausforderungen und Chancen

Bestehende und neu entstehende Technologien zur Langzeitspeicherung bieten zwar interessante Möglichkeiten, doch müssen Kosten, Effizienz und Skalierbarkeit berücksichtigt werden, damit sie für eine breite Anwendung in Frage kommen. Die regulatorischen und marktwirtschaftlichen Rahmenbedingungen müssen sich weiterentwickeln, um diese neuen Technologien zu unterstützen und Anreize für ihre Investition und Entwicklung zu schaffen.

Dank Forschung, Innovation und der Aufstockung der Mittel für die Energiespeicherung durch das Gesetz zur Verringerung der Inflation 2022 ist die Zukunft der Energiespeicherung vielversprechend. Wenn diese Technologien ausgereift und wirtschaftlich rentabel sind, können wir prüfen, ob sie ein größerer Bestandteil eines saubereren, widerstandsfähigeren und zuverlässigeren Energienetzes werden können.