Der stille Durchbruch der Langzeitspeicher

Wind- und Solarenergie sind heute die günstigsten Formen der Stromerzeugung. Ihr größtes strukturelles Problem bleibt jedoch die Speicherung. Strom wird dann produziert, wenn die Sonne scheint oder der Wind weht – nicht unbedingt dann, wenn er gebraucht wird.

Kurzfristige Schwankungen lassen sich inzwischen mit Lithium-Ionen-Batterien ausgleichen. Für längere Zeiträume – Stunden, Tage oder sogar Wochen – sind diese Systeme jedoch zu teuer. Genau hier entstehen derzeit neue Speichertechnologien.

Mehrere Ansätze entwickeln sich parallel und könnten die nächste Phase der Energiewende prägen.

Eisen-Luft-Batterien

Eisen-Luft-Batterien gehören zu den vielversprechendsten Konzepten für Langzeitspeicherung im Stromnetz. Ihr Prinzip ist vergleichsweise simpel: Eisen reagiert mit Sauerstoff aus der Luft und bildet Rost. Bei der Entladung entsteht Energie, beim Laden wird der Prozess umgekehrt.

Der große Vorteil liegt in den Materialien. Eisen gehört zu den häufigsten und günstigsten Metallen der Erde. Dadurch können solche Batterien deutlich kostengünstiger produziert werden als Lithium-Systeme.

Einige Systeme sind darauf ausgelegt, Strom über Zeiträume von rund 100 Stunden zu speichern – ein entscheidender Faktor, um mehrtägige Wetterphasen mit wenig Wind oder Sonne zu überbrücken.

Natrium-Ionen-Batterien

Auch Natrium-Ionen-Batterien gewinnen zunehmend Aufmerksamkeit. Sie funktionieren ähnlich wie Lithium-Ionen-Batterien, nutzen jedoch Natrium statt Lithium.

Der entscheidende Vorteil liegt in der Rohstoffverfügbarkeit. Natrium ist weltweit in großen Mengen vorhanden und deutlich günstiger als Lithium. Dadurch könnten diese Batterien langfristig eine kostengünstigere Alternative für stationäre Energiespeicher werden.

Mehrere Hersteller haben bereits erste industrielle Produktionslinien gestartet, insbesondere in China und Europa.

Wärmespeicher mit Sand, Salz oder Molekülen

Neben elektrochemischen Batterien entstehen auch völlig andere Speicheransätze. Thermische Speicher nutzen überschüssige Energie, um Materialien zu erhitzen und diese Wärme später wieder nutzbar zu machen.

Beispiele sind:

• Sandspeicher, bei denen große Mengen Sand auf mehrere hundert Grad erhitzt werden
• geschmolzenes Salz, das in Solarkraftwerken bereits eingesetzt wird
• neue molekulare Wärmespeicher, die Energie chemisch binden und später freisetzen können

Diese Systeme sind oft technisch einfacher und nutzen günstige Materialien, was sie besonders für großskalige Anwendungen interessant macht.

Warum Langzeitspeicher entscheidend sind

Mit zunehmendem Anteil erneuerbarer Energien steigt der Bedarf an flexiblen Speicherlösungen. Ohne ausreichende Speicher müssen Stromnetze weiterhin auf fossile Kraftwerke zurückgreifen, um Versorgungslücken zu schließen.

Langzeitspeicher könnten dieses Problem lösen, indem sie große Energiemengen über längere Zeiträume verfügbar machen. Damit werden sie zu einer zentralen Infrastruktur der Energiewende.

Perspektive

Während Lithium-Ionen-Batterien heute den Markt dominieren, entwickelt sich im Hintergrund eine neue Generation von Energiespeichern. Eisen, Natrium oder thermische Speicher könnten künftig eine entscheidende Rolle spielen, wenn es darum geht, erneuerbare Energie zuverlässig und in großem Maßstab verfügbar zu machen.

Die Energiewende wird daher nicht nur durch neue Formen der Stromerzeugung geprägt, sondern zunehmend auch durch Innovationen bei der Speicherung.