Speichertechnologien: Sonnenstrom rund um die Uhr

Strom aus Sonnenenergie ist umweltfreundlich, schont Ressourcen und trägt zur dringend notwendigen Energiewende bei. Kritiker der Solarenergie halten jedoch oft dagegen, dass diese nicht rund um die Uhr zur Verfügung steht und daher keine zuverlässige 24-Stunden-Versorgung möglich ist. Dieser Nachteil kann durch Speichertechnologien ausgeglichen werden.

Spätestens mit der Eigenverbrauchsregelung im EEG 2009 sind Speichertechnologien ein Thema mit großem Diskussionspotenzial. Welche Technologien sind hierfür verfügbar? Worauf muss ich beim Kauf achten? Mit welchem System erfülle ich die Vorgaben des schmalen Korridors, der durch das EEG geöffnet wird?

In der Technologiefrage liefern sich in den Medien Verfechter von Pumpspeicherkraftwerken, Druckluftspeichern, Wasserstoffspeichern, Schwungrädern bis hin zu Befürwortern der klassischen Batterie ein Duell, welche Lösung die beste ist. Generell gilt: Während Pumpspeicherkraftwerke, Druckluftspeicher und Schwungräder eher Anwendungen für die Industrie und die klassische zentral ausgerichtete Energieversorgung sind, kann mit Wasserstoffspeichern und Batterien vor allem die dezentrale Alternative umgesetzt werden.

Die große Herausforderung bei der Wasserstoffspeicherung ist der Wirkungsgrad zur Erzeugung des Wasserstoffs (Elektrolyse) und die Umsetzung des Wasserstoffs in elektrische Energie. Handelsübliche Systeme haben hier nur einen Gesamtwirkungsgrad von etwa 50%; somit wird der gespeicherte Strom sehr teuer. Standardbatterietechnologien sind hier schon heute überlegen: Ihr Wirkungsgrad liegt je nach Batterietyp zwischen 80 und 95%.

Sicherheit, Effizienz und Wirtschaftlichkeit

Bei der Suche nach dem passenden Speicher gilt es, eine ideale Kombination aus energetischer Qualität, Sicherheit, Lebensdauer, Umweltverträglichkeit und Wirtschaftlichkeit zu finden. Unter diesen Aspekten sind für die Anwendung im Haushalt vor allem der traditionelle Blei-Akku und die technologisch fortschrittliche Li-Ion-Batterie sinnvoll. Warum? Endverbraucher achten in erster Linie auf geringe Wartungskosten, mit Blick auf Kinder auf hohe Sicherheitsstandards und mit Blick auf das Portemonnaie auf die Wirtschaftlichkeit des Speichers. Daher müssen Speicherlösungen im Haushalt zunächst über eine hohe Zyklenfestigkeit (gibt die die Lade- und Entladehäufigkeit eines Akkumulators an) verfügen. Bei Bleibatterien variiert diese bei einer Entladetiefe von 50% zwischen 300 und 2700 Zyklen. Das bedeutet: Bei Nutzung der halben Batteriekapazität sind bei herkömmlichen Bleibatterien derzeit zwischen 300 und 2700 Zyklen möglich. Bei einer qualitativ hochwertigen OPzV- Blei-Batterie kann man heute von mindestens 2000 Zyklen bei einer Lebensdauer von zehn Jahren ausgehen. Die Sicherheit der Batterien, die zum einen bei niedrigen Temperaturen funktionieren und zum anderen durch geeignete Gehäuse berührungssicher aufgestellt werden können, ist dabei in vollem Umfang gegeben.

Die Li-Ion-Batterie hat bei einer Entladetiefe von bis zu 100% eine Zyklenfestigkeit von 6000 bis zu 10000 Zyklen. Das bedeutet, dass die Batterie in der Regel über 20 Jahre hinweg nicht gewechselt werden muss. Allerdings: Wirkliche Erfahrungswerte gibt es bei dieser recht neuen Technologie über solche langen Zeiträume noch nicht. Was die Sicherheit betrifft, stehen moderne Li-Ion-Batterien dagegen den Blei-Akkus in nichts nach. In der Vergangenheit waren vor allem die hohen Betriebstemperaturen der Li-Ion-Batterien ein Problem. Diese Herausforderungen sind durch den Einsatz neuer Materialien jedoch inzwischen Geschichte.

Bleibt zum Abschluss noch der Vergleich der Rentabilität. Li-Ion-Batterien sind im Verhältnis zum Blei-Akku etwa zehnmal so teuer, doch der Blick auf den Preis allein reicht nicht aus, um die Wirtschaftlichkeit richtig zu beurteilen. Denn die teureren Li-Ion-Batterien müssen anders als Blei-Akkus über etwa zwei Jahrzehnte hinweg nicht ausgetauscht werden und haben zudem einen höheren Wirkungsgrad. Welche Variante sich finanziell eher lohnt, lässt sich mit folgender Formel herausfinden:

Quelle: LDM Corporate Finance

In Zukunft werden wohl beide Technologien in deutschen Haushalten zu finden sein. Eher konservative Anwender werden sich vermutlich für die traditionellere Blei-Variante entscheiden, während technologiebegeisterte Verbraucher wohl eher Platz für die Li-Ion-Batterie schaffen werden. Wichtig dabei bleibt, dass Speicher eine wesentliche Rolle in der Zukunft der Energieversorgung spielen und Versorgungssicherheit schaffen. Wer die Energiewende mit vorantreiben und sich unabhängig von steigenden Strompreisen machen will, der kann sich schon in wenigen Wochen über Speichermöglichkeiten informieren. Auf der Intersolar 2011 werden wir zwei neue Speicherlösungen vorstellen.