Elektrische Energie lässt sich schwer speichern – das war schon immer so, und daran werden auch die erneuerbaren Energien so schnell nichts ändern. Im fossilen Energiezeitalter war das nicht besonders problematisch: Die Energiespeicher der Vergangenheit waren die Kohleberge, Öltanks und Gasspeicher von Kraftwerken. Schaufelte man nach, brannte es zuverlässig.

Der Wind weht aber, wie er will – und Photovoltaikanlagen reagieren empfindlich auf Wolken, in der Nacht produzieren sie gar keinen Strom. Das schlägt sich auf die Leistungskurven der Stromnetze nieder. Von den erneuerbaren Energieträgern können nur Wasserkraft und Biomasse rund um die Uhr zuverlässig Strom produzieren. Damit Österreich nicht irgendwann die Lichter ausgehen, müssen also Speicher her. Viele Speicher.

Pumpspeicherkraftwerke sind momentan noch am effizientesten.
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Pumpen haben am meisten Power

Momentan speichert man überschüssigen Strom vor allem in sogenannten Pumpspeicherkraftwerken. Bei Erzeugungsspitzen wird Wasser in ein höheres Becken gepumpt, bei Strommangel fließt es wieder durch einen Generator nach unten. Das klingt wahnsinnig altmodisch, ist aber momentan die effizienteste Möglichkeit, Strom zu speichern.

Trotzdem wird mit Hochdruck an Alternativen geforscht: Im Kraftwerk Huntorf in Niedersachsen, das erste seiner Art, presst man Luft in ehemalige Salzstollen und lässt sie bei Strommangel entweichen, eine Turbine produziert aus dem Luftzug wieder Strom. An den Wirkungsgrad von Pumpspeicherkraftwerken kommen diese Druckluftspeicher aber nicht heran.

Strom aus dem heißen Stein

Im Hamburger Hafen experimentiert man gerade mit einer ganz anderen Art der Energiespeicherung: Gemeinsam mit Siemens erwärmen Wissenschafter der Technischen Universität Hamburg dort regelmäßig 1.000 Tonen Gestein auf rund 600 Grad. Bei Flauten saugt eine Pumpe die warme Luft wieder ab und treibt einen Generator an, der Strom produziert. Für 24 Stunden kann dieser laut Siemens durchgehend 1,5 Megawatt produzieren – genug, um 1.500 Haushalte zu versorgen oder 50 Elektroautos aufzuladen.

In Zukunft könnten stillgelegte Kohlekraftwerke als Energiespeicher dienen, da diese bereits optimal an das Stromnetz angebunden sind. Die Betreiber streben jedenfalls einen Speicherpreis von zehn Cent je Kilowattstunde an.

Grünem Strom Gewicht geben

Das schottische Start-up Gravitricity will das Speicherproblem hingegen mithilfe eines bis zu 2.000 Tonnen schweren Gewichts stemmen: Produzieren Windräder, Solarpanels und Co zu viel Strom, wird das Gewicht von Elektromotoren einen Schacht hinaufgezogen. Wird Strom gebraucht, lässt man es wieder herunter. Das treibt einen Generator an – die Leistung lässt sich steuern, indem man das Gewicht schneller oder langsamer herablässt. Da man dafür möglichst tiefe Schächte braucht, böten sich laut Gravitricity stillgelegte Kohleminen an.

Clean and Cool Mission

Verflüssigter Strom

Mit Methanol will man in der Regel nichts zu tun haben. Er entsteht als Nebenprodukt bei der Herstellung von Schnaps, wenn Zucker unsauber vergärt wird. Immer wieder sterben Menschen an gepanschtem Alkohol oder werden blind. Das deutsche Start-up Gensoric will Methanol jetzt in die Häuser des postfossilen Zeitalters bringen – als Energiespeicher.

Ein Biokatalysator soll aus Strom, Wasser und CO2 aus Luft Methanol herstellen. Bei erhöhtem Strombedarf wandelt eine Brennstoffzelle das Methanol wieder in elektrische Energie um. Ziel ist es, die Anlage für 15.000 Euro anzubieten.

Die Technologie ist nicht ganz neu und auch als Power-to-Liquid bekannt. Bereits seit Jahren wandelt das Unternehmen Carbon Recycling International in großindustriellem Maßstab CO2 in Methanol um.

Wasserstoff: Ein Kraftlackl

Er ist das einfachste aller Elemente, aber er hat es in sich: Mit 33 Kilowattstunden pro Kilogramm steckt mehr Energie im Wasserstoff als in Benzin. Das Problem: Ein Kilo Wasserstoff füllt einen mittelgroßen Swimmingpool, die Komprimierung ist aufwendig.

Für Fahrzeuge hat er sich deshalb noch nicht durchgesetzt. Zukunft könnte Wasserstoff aber als Energiespeicher haben, denn er lässt sich aus Strom und Wasser erzeugen und CO2-neutral wieder zu Strom und Wasser verbrennen. Auch in Öl und Gas steckt viel Wasserstoff, was dazu führt, dass noch 96 Prozent des eigentlich grünen Stoffs aus fossilen Energieträgern gewonnen werden.

Aufgrund einer Ankündigung von ÖVP-Chef Sebastian Kurz, Österreich zur "Wasserstoffnation Nummer eins" zu machen, hat das Thema derzeit wieder Konjunktur. Energieforscher Arnulf Grübler ortet im Interview mit dem STANDARD reine Symbolpolitik. Er denkt nicht, dass Österreich in den Nischenmärkten, in denen Wasserstoff derzeit eine Bedeutung hat, Innovationsführer sein kann. (pp, X.7.2019)