Passende Technologien für Speicherung und flexiblen Einsatz von Energie aus Wind und Sonne

Preissignale, die einen flexiblen Stromverbrauch unterstützen, Strom in Wärme umwandeln und den Ausbau von Langzeitspeichern fördern: Diese Maßnahmen können wetterbedingte Schwankungen bei der Stromerzeugung auffangen und gleichzeitig kosteneffizient sein, zeigen zwei neue Analysen von Ariadne-Forschenden. Sie adressieren eine der großen Herausforderungen der Energiewende: Erneuerbare Energien stehen nicht immer genau dann in den Mengen zur Verfügung, wie sie zum Beispiel für den Bedarf in Industrie und Privathaushalten gerade gebraucht werden.

Auf dem Weg zur Klimaneutralität steigt der Bedarf an Strom aus erneuerbaren Quellen, um die bisherigen fossilen Energiequellen zu ersetzen und Energie effizienter zu nutzen. Doch wie können vorhandene und nicht verschiebbare Bedarfe, wie zum Beispiel in der Industrieproduktion oder beim Heizen im Winter, an das schwankende Angebot von Erneuerbarer Energie angepasst werden? Forschende vom Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme haben sich deshalb jetzt angeschaut, wie man durch Speicherung von Wind- und Sonnenenergie die wetterbedingten Schwankungen bei der Stromerzeugung mit dem laufenden Bedarf abgleichen kann. In einer weiteren Analyse zur Flexibilität im Stromsystem untersucht die Universität Stuttgart mit Unterstützung der Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.V., welche Technologien die größte Rolle spielen, um einen möglichst kostengünstigen Ausgleich von Stromangebot und Nachfrage im Jahr 2030 zu erreichen.

In der Analyse zur Flexibilität im Energiesystem halten die Ariadne-Forschenden fest, dass vor allem der Stromverbrauch durch Preissignale bei der Nutzung von Speichermöglichkeiten in Wärmeanwendungen, Elektromobilität und Elektrolyse gesteuert werden kann. So könnte zum Beispiel die Speicherung von Energieüberfluss und der spätere Verbrauch preislich günstiger als der direkte Verbrauch sein. Dafür sind der Speicherausbau sowie der Einsatz von intelligenten Technologien und Steuerungssystemen in den Verbrauchssektoren notwendig. Eine weitere wichtige Säule ist die Umwandlung von erneuerbarem Strom in stoffliche Energieträger, wie Wasserstoff oder Methan, die vor allem in der Industrie oder der Luft- und Schifffahrt genutzt werden können.

Welche Speichermöglichkeiten nicht nur flexibel auf Angebot und Nachfrage reagieren können, sondern auch unnötig hohe Kosten in der Stromversorgung vermeiden, wird in der Analyse zur Flexibilität im Stromsystem untersucht. Die Ariadne-Forschenden stellen bei der Betrachtung von zehn aktuell einsatzbereiten Flexibilitätstechnologien fest, dass bis 2030 Langzeitspeicher, wie zum Beispiel Wasserstoff-Kavernen, die größte Rolle spielen. Um tägliche Schwankungen der Stromerzeugung auszugleichen, sind die steuerbare Umwandlung von elektrischer Energie in Wärme, Solar-Heimspeicher oder das flexible Laden von Elektrofahrzeugen notwendig. Diese Technologien sollten durch Abbau regulatorischer Hemmnisse, attraktivere Netzentgelte für private Speichermöglichkeiten sowie Strompreissignale, die zu einer flexiblen Nutzung motivieren, vorangetrieben werden.