Umwandeln statt speichern

2. Umwandlung in Chemie

In Batterien und Akkus wird elektrische Energie chemisch gespeichert. Das ist bekannt und erprobt, doch ziemlich teuer. Trotzdem kann sich das lohnen, und wurde bereits bei Insel-Stromnetzen angewandt. Die größte Insel war dabei gar keine im engeren Sinn: Bis zur deutschen Wiedervereinigung standen in West-Berlin große Akkus, die im Falle eines Falles die Notversorgung der Bevölkerung übernommen hätten. Heute ist Berlin wie ganz Ostdeutschland ins Stromnetz integriert. Batterien und Akkus haben im Vergleich zu ihren Abmessungen vergleichsweise geringe Kapazitäten, zudem sind sie vergleichsweise teuer.

Einen Schub erlebt diese Technik trotzdem, dafür verantwortlich sind die Elektroautos. Man darf erwarten, dass die Batterietechnik dabei Fortschritte machen wird, erwartet die Bundesregierung bis 2020 doch eine Million Elektroautos auf deutschen Straßen. Für die Speicherung sind sie jedoch gerade dann interessant, wenn sie nicht fahren. Mit dem Stromnetz verbunden, stünden dann eine Million dezentrale Speicher zur Verfügung. Ist viel Strom im Netz, werden die Autos geladen, fehlt Energie, wird sie deren Akkus entnommen. Außerdem erfreuen sich Solarspeicher immer größer Bliebtheit. Die Kombination einer Solaranlage Energie speichern und überschüssigen Strom für den Abend aufheben oder ihn gegen Vergütung ins Stromnetz einspeisen. 

3. Umwandlung in mechanische oder Lageenergie

Die bekannteste Form der Umwandlung von Strom in eine andere Energieform ist das über 100 Jahre alte Pumpspeicherwerk. Sie sind eine einfache, zuverlässige und erprobte Konstruktion. Auf einen Berg oder Hügel befindet sich ein großer Wasserspeicher. Ist viel Strom vorhanden, wird mit Pumpen Wasser den Berg hinaufgepumpt. Fehlt Strom, läuft das Wasser über Generatoren wieder ab und erzeugt dabei Energie. In Deutschland gibt es rund sechs Megawatt Speicherkapazität in Pumpspeicherwerken, das entspricht der Leistung von sechs konventionellen Kraftwerken. Trotzdem diese 25 existierenden Kraftwerke vergleichsweise günstig sind, werden neue kaum gebaut, denn die guten Lagen sind fast alle weg.

Weltweit gibt es zwei Druckluft-Speicherkraftwerke, eines davon im niedersächsischen Huntorf (schon seit 1978). Auch dieses ist eine recht einfache Technik, bei der in ehemaligen Lagerstätten von Erdgas oder in Salzbergwerke Luft gepumpt wird. Braucht man Energie, fließt sie über Generatoren wieder ab. Das ist die gleiche Technik wie bei den Pumpspeicherkraftwerken, nur eben mit Luft statt Wasser. Doch hier liegt das Problem, welches den Wirkungsgrad der Druckluft-Kraftwerke drastisch verringert. Luft ist wesentlich temperaturempfindlicher als Wasser. Wasser kann sehr viel Energie aufnehmen, ohne seine Temperatur nennenswert zu verändern. Das funktioniert bei Luft nicht. Wird sie komprimiert, also unter Druck gesetzt, erhitzt sie sich. Beim Entspannen kühlt sie dagegen soweit ab, dass das darin enthaltene Wasser gefriert. Daher muss zusätzlich zum Kühlen oder Wärmen der Luft Energie eingesetzt werden.