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Lösungen gesucht

03.06.2015

Strom nur mehr aus Wind und Sonne zu beziehen klingt extrem verlockend, wäre da nicht die mangelnde Speicherbarkeit. Doch Abhilfe naht bereits. 

Text: Peter Herbst​

Die Katastrophe im AKW Fukushima war der Anlass, sich endgültig von der Atomkraft zu verabschieden und massiv auf erneuerbare Energien zu setzen. Die Idee dahinter klingt mehr als bestechend: Wind und Sonne ersetzen Kohle, Gas und Erdöl. Der langfristige Klimawandel wird massiv verlangsamt. Die kurzfristige Zerstörung des Planeten ebenfalls – denn im Idealfall braucht es in Zukunft weder Bohrungen in der Adria oder Arktis noch kilometerlange Einöden beim Tagebergbau noch globale Transporte über Pipelines und Ölcontainer. 

Die Grenzen des Wandels

Doch in der Realität erfordert dieser heute von Deutschland angetriebene Wechsel einen gigantischen Umbau des gesamten Systems – und dieser Umbau hat gerade erst begonnen. Österreichs Energiewirtschaft beteiligt sich daran aktiv, aber nicht immer freiwillig. Schließlich bleiben nicht viele Alternativen, weil beide Länder eine gemeinsame Energiehandelszone bilden. Und das Geschehen prägt aktuell der massive Ausbau der Erneuerbaren. Bereits heute reichen die in Deutschland installierten Kapazitäten an Windkraft und Fotovoltaik aus, um an einem sonnigen und windigen Tag weit mehr Strom zu produzieren, als diese viertgrößte Volkswirtschaft der Welt verbrauchen kann. An einem trüben und windstillen Tag allerdings würde die Versorgung ohne kalorische Kraftwerke zusammenbrechen – übrigens nur einer der Gründe, warum Deutschland extra bei EVN und Verbund Kraftwerkskapazitäten für den Notfall angemietet hat. 

Wohin mit der flüchtigen Energie?

Bei zwei Aspekten stößt die Energiewende heute an ihre Grenzen: Erstens schwankt die Erzeugung mit Erneuerbaren extrem. Eine skurrile Folge im Großhandel sind Negativpreise, also Geld für die Abnahme von Energie bei zu viel Strom im Netz. Mittelfristig erwartet der Fachverband Oesterreichs Energie an etwa 3.000 Stunden im Jahr Strompreise an der Nulllinie. Gleichzeitig pusten Gas- und Kohlekraftwerke ordentlich CO2 in die Luft, um die Netze stabil zu halten, wenn der Druck an einem dunklen Wintertag fällt oder bei Sturmwind und Sonne wieder enorm ansteigt. Das zweite Problem: Die Erzeugung, etwa im Burgenland oder in der Nordsee, ist oftmals viele hundert Kilometer von den eigentlichen Verbrauchern entfernt. 

Das Kernproblem des Megaprojekts

Beide Probleme wären auf einen Schlag gelöst, wenn man den Ökostrom industriell speichern könnte. Doch abgesehen von kurzfristig funktionierenden Batterien klappt das heute im großen Maßstab einzig mit Pumpspeicherkraftwerken – allerdings können gar nicht so viele Pumpspeicher gebaut werden, wie eine stabile Versorgung benötigt. Damit werden neue Speicher zu einer Kernfrage des gigantischen Projekts Energiewende. Forscher und Firmen arbeiten deshalb gerade fieberhaft an einer ganzen Reihe von Technologien. Die Ideen reichen von Superkondensatoren über schwere Schwungräder bis zu unterirdischen Druckluftspeichern. Viele Vorschläge sind bereits recht konkret ausgearbeitet. 

Speicher der Zukunft – schon heute umgesetzt

So möchte die Stadt Graz schon nächstes Jahr fünf Elektrobusse auf die Straße schicken, die mit Superkondensatoren betrieben werden. Bei Prototypen dauert die Aufladung dank der Technologie sagenhafte 30 Sekunden – allerdings ist die Fahrt nach fünf Kilometern auch wieder vorbei. Das Problem wollen die Grazer Linien mit zusätzlichen Ladestationen direkt neben den Busstationen lösen. 
Auch Porsche hat schon mit seinem 918 RSR Spyder vorgemacht, wie man schwere Schwungräder unter der Motorhaube für den Rennsport nutzen kann. Und Wien Energie hat als einer der ersten Versorger weltweit zwei gigantische „Thermoskannen“ in Betrieb genommen: Gibt es zu viel Energie, wird Wasser auf 150 °C erhitzt und in den 45 Meter hohen und 11.000 m³ fassenden Hochdruckwärmespeichern zwischengelagert. 
Verlockend, aber etwas utopisch angehaucht klingt ein Vorschlag aus Kalifornien – eine Art Pumpspeicher für die Wüste. Die „Rail Energy Storage North America“ will Frachtzüge mit schwerem Geröll beladen und mit überschüssiger Energie auf einen Berg fahren lassen – die Fahrt bergab soll dann wieder Energie erzeugen. Das Unternehmen wirbt gerade mit Kosten, die bei einem Bruchteil der Kosten von Pumpspeichern liegen, um Investoren. 
Jüngst haben die Kalifornier von Kanadiern Konkurrenz bekommen: Das Start-up Hydrostor aus Toronto will neun Meter hohe Luftballone, mit denen normalerweise gesunkene Schiffe im Meer wieder an die Oberfläche gezogen werden, als Energiespeicher nutzen. Die Idee: Man pumpe die Ballone voll und ziehe sie hinab – je tiefer nach unten, desto höher der Wasserdruck. Und desto mehr Energie ließe sich speichern. Einer Realisierung steht eigentlich nichts im Weg – außer, dass bisher niemand die Dinger auch wirklich bauen will. 

Der strahlende Star der Branche

Der eigentliche Star unter den Speichertechnologien ist freilich Power-to-Gas (P2G). Keine andere Idee erinnert so stark an die Alchimisten des Mittelalters, die aus Blei Gold machen wollten – mit dem kleinen Unterschied, dass diese Technologie wirklich funktioniert. Das Konzept: Mit überschüssiger Energie wird Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff gespalten. In einem zweiten Schritt werden Wasserstoff und CO2 wiederum zu Sauerstoff und reinstem Methan (CH4) verarbeitet, dem Hauptbestandteil von Erdgas. Das klimaschädliche Kohlendioxid und der schwer speicherbare Strom werden so in Sauerstoff und einen hochkonzentrierten Energieträger verwandelt, mit dem man Autos fahren, Häuser heizen und Waren produzieren kann. Auch Transport und Speicherbarkeit von Erdgas sind kein Problem, schließlich ist ganz Europa von Pipelines durchzogen. 
Die größte P2G-Anlage dieser Art betreibt der Autohersteller Audi gemeinsam mit dem Stuttgarter Anlagenbauer Etogas in Niedersachsen. Deren Angaben zufolge liefert die Anlage mit sechs Megawatt genug Erdgas, um mit 1.500 Audi-Sportwagen jedes Jahr 15.000 Kilometer fahren zu können. 

Bessere Chancen beim kleinen Bruder

Klingt perfekt – hätte P2G nicht so einige Schönheitsfehler: zum Beispiel die heute noch extrem hohen Kosten. Oder die mangelnde Effizienz. So lassen sich bestenfalls 34 Prozent der eingesetzten Energie wieder herausholen. Zwar relativiert sich dieses Argument in Zeiten, in denen es immer häufiger Negativpreise gibt – gut ist das trotzdem nicht. 
Deshalb sind vielleicht einige Abwandlungen von Power-to-Gas der schnellere Weg zum Ziel. Zum Beispiel Power-to-Hydrogen. Hier wird auf die aufwendige Methanisierung verzichtet. Stattdessen fließt der mit Ökostrom gewonnene Wasserstoff direkt in die Erdgasleitungen und macht bei der Verbrennung einen Anteil von zwei bis vier Prozent aus. 
Die erste Pilotanlage dieser Art betreibt hierzulande in Haid bei Linz die Oberösterreichische Ferngas AG mit Fronius. Wie der Einsatz in großem Maßstab aussehen kann, untersucht gerade ein Konsortium von drei heimischen Universitäten und Energiekonzernen unter Führung des Gasspeicherbetreibers RAG. 
Nächstes Jahr will die Initiative ihre Ergebnisse vorlegen – und wenn alles gutgeht, ist wieder ein Schritt hin zu einer neuen Energieversorgung getan. Mit Energien, die unbegrenzt verfügbar sind. Und deren Erzeugung ohne die aggressive Zerstörung des Planeten auskommt. 

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