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Energiespeicher: Energie auf Reserve
Auf einen Blick
Die Energie dann nutzen, wenn wir sie brauchen: Dies ist eine der grössten Herausforderungen der Energiewende. Die Energiespeicher sind hierzu ein entscheidender Baustein. Ein Überblick über die aktuellen Technologien.
Unter Energie versteht man die Fähigkeit eines Systems, Arbeit zu leisten. Gemäss dem sogenannten Energieerhaltungssatz kann sie nur von einer Form in eine andere umgewandelt werden: aus einem System heraus oder in ein System hinein. Streng genommen ist es also nicht möglich, Energie zu erzeugen oder zu vernichten, sondern nur, sie umzuwandeln.
Dies ist insbesondere im Hinblick auf die elektrische Energie von Bedeutung. Denn diese lässt sich nicht – wie beispielsweise Öl oder Gas – in einem Tank speichern. Will man überschüssigen Strom zu einem späteren Zeitpunkt nutzen, muss man ihn in eine andere Energieform umwandeln. Dies ist vor allem für die wetterabhängigen erneuerbaren Energiequellen wie Photovoltaik oder Windenergie sehr wichtig.
Chemische, mechanische und thermische Energiespeicher
Eine der grössten Herausforderungen der Energiewende liegt also darin, die in Spitzenzeiten produzierte Überkapazität zu speichern. Nötig sind sowohl kurzfristige als auch langfristige Speichertechnologien. Erstere gleichen die Produktions- und Verbrauchsspitzen innerhalb eines Tages aus. Zweitere vermögen Energie über mehrere Monate zu speichern – sodass beispielsweise der in den Sommermonaten produzierte Strom aus Phovotoltaik im Winter genutzt werden kann, wenn die Nachfrage höher ist.
Die bereits heute verfügbaren Möglichkeiten zur Energiespeicherung lassen sich grob in drei Kategorien unterteilen.
Arten von Energiespeichern
Chemische Energiespeicher
Chemische Speicherlösungen wandeln elektrische in chemische Energie um und speichern diese in einem Energieträger. Bei Bedarf setzen sie die Energie mittels einer chemischen Reaktion wieder frei. Nebst den allseits bekannten Haushaltsbatterien funktionieren auch Haus- und Grossbatterien nach diesem Prinzip. Ebenfalls einen chemischen Prozess, die Elektrolyse, nutzt Power-to-X, um Strom in eine andere Energieform umzuwandeln.
Mechanische Energiespeicher
Mechanische oder physikalische Energiespeicher wandeln überschüssige elektrische in potenzielle kinetische Energie um. Das in der Schweiz bekannteste Beispiel sind Pumpspeicherkraftwerke. Daneben machen sich auch neue, häufig noch im Pilotstadium steckende Technologien dieses Prinzip zunutze, beispielsweise Blockspeicher oder Druckluftspeicher.
Thermische Energiespeicher
Im Unterschied zu chemischen und mechanischen Speichertechnologien wandeln thermische Energiespeicher keine elektrische Energie um. Stattdessen nutzen sie die Fähigkeit von Wasser oder Gesteinen, Wärme zu speichern und wieder abzugeben. Ein Beispiel für thermische Energiespeicher ist die Speicherung von Wärme im Erdreich oder in Beton.
Fazit: Energiespeicher – ein Schlüssel für die Energiewende
Der Ausbau von wetterabhängigen erneuerbaren Energien wie Photovoltaik oder Windenergie hat ein Ungleichgewicht zwischen Produktion und Verbrauch von Energie zur Folge. Die überschüssige erneuerbare Energie kurz- wie auch langfristig zu speichern, um sie im Bedarfsfall verfügbar zu machen, ist deshalb ein Schlüssel für eine erfolgreiche Energiewende.
Während einige Technologien zur Speicherung schon länger etabliert sind, stecken andere noch in der Forschung oder im Pilotstatus. Klar ist: Die eine, ultimative Speicherlösung gibt es nicht. Vielmehr müssen alle Möglichkeiten ausgeschöpft werden. Energie 360° engagiert sich aktiv in innovativen Projekten und unterstützt Start-ups, die neue Wege zur Speicherung von Energie erschliessen.
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