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Die Energiewende Deutschlands ist seit Jahren in aller Munde und immer wieder Teil politischer und medialer Diskussionen. Das ausgegebene Ziel der Bundesregierung, den Anteil erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung bis zum Jahr 2050 auf einen Wert von 80% zu erhöhen, stellt das Land vor eine riesige Herausforderung. Die wesentlichen Technologien, die zu dieser Entwicklung beitragen sollen, sind Wasserkraft, Biomasse, Windkraft sowie Sonnenenergie. Schon jetzt bringt die Energiewende als Jahrhundertprojekt viele Herausforderungen und Probleme mit sich, die es zu lösen gilt.
Vor allem von der Nutzung der Sonnenenergie erhoffen sich Experten einen großen Beitrag zur Energiewende. In Photovoltaikanlagen können Solarzellen die einfallende Strahlung beispielsweise in Gleichstrom umwandeln, der dann selbst genutzt oder ins elektrische Netz eingespeist werden kann. Photovoltaikanlagen werden vom Bund massiv subventioniert, wodurch sie auch für Privathaushalte eine attraktive Investitionsmöglichkeit darstellen.
Ursachen der Speicherproblematik
Eines der drängendsten und schwierigsten Probleme ist die Speicherung der durch erneuerbare Energien erzeugten Elektrizität. Die Struktur der Stromerzeugung Deutschlands befindet sich in einem tiefgreifenden Wandel, der vor allem Auswirkungen auf die Versorgungssicherheit hat. Gemäß dem Erneuerbare-Energien-Gesetz (EEG) hat die Einspeisung von regenerativ erzeugter elektrischer Energie immer Vorrang vor konventionell erzeugter Energie. Dies hat zur Folge, dass sich die Arbeitsweise der großen, zentralen Kraftwerke immer mehr nach der Verfügbarkeit erneuerbarer Energien richten muss. Da sich die Energieliebereitstellung durch Wind und Sonne weder beeinflussen, noch exakt vorhersagen lässt, ist die Speicherung des regenerativ erzeugten Stroms wichtiger Bestandteil der Energiewende.
Vor allem die Nutzung von Sonnenenergie mittels Photovoltaik bringt in diesem Zusammenhang Probleme mit sich. Da die Sonne nachts gar nicht und im Winter weniger scheint, ergibt sich eine Diskrepanz zwischen Bedarfs- und Erzeugungsstruktur der gelieferten Energie. Solarspeicher können dieses Problem lösen, indem sie in Zeiten hoher Produktion Energie speichern und bei Bedarf auf Abruf wieder bereitstellen. Allgemeiner Konsens ist, dass die Lösung dieses Problems sich nicht auf eine einzige Speichertechnologie konzentrieren, sondern aus vielen verschiedenen Technologien bestehen wird. Die bedeutendsten Technologien für Solarstromspeicher werden im Folgenden kurz vorgestellt.
Solar-Batterien
Chemische Batterien gibt es schon sehr lange, sie können aber bestenfalls einen kleinen Beitrag als Solarspeicher liefern. In Batterien wird elektrische Energie chemisch gespeichert und kann dann auf Abruf wieder bereitgestellt werden. Die Probleme sind vor allem die hohen Kosten für Batterien und das geringe Speichervolumen.
Pumpspeicherkraftwerke
Pumpspeicherkraftwerke dienen bereits seit Langem als Solarstromspeicher. In Zeiten hoher Produktion wird in einem solchen Kraftwerk Wasser auf ein Plateau gepumpt, welches dann in Zeiten hohen Bedarfs mittels Turbine genutzt werden kann. Das Potenzial dieser Solarspeicher ist allerdings begrenzt, da die geologischen Bedingungen stimmen müssen.
Druckluft als Solarspeicher
Auch Druckluft kann als Solarstromspeicher dienen. Mittels elektrischer Energie wird Luft komprimiert und kann dann bei Bedarf mit Gas verbrannt werden, um Strom zu erzeugen. Dieser Solarspeicher weist allerdings keine sehr hohe Effizienz auf.
Wasserstoff als Solarspeicher
Mithilfe elektrischer Energie kann Wasser in seine Bestandteile Wasserstoff und Sauerstoff gespalten werden. Der Wasserstoff dient als Solarstromspeicher, er kann auf Abruf in einer Brennstoffzelle in Strom umgewandelt werden. Dieser Solarspeicher ist noch nicht voll ausgereift und sehr teuer.