Die Zahlen sind beeindruckend: Im ersten Quartal dieses Jahres registrierte der Bundesverband Solarwirtschaft den Zubau von stationären Speicherbatterien mit einer Kapazität von über einer Gigawattstunde (GWh) . Das ist ein Plus von rund 270 Prozent gegenüber dem Vorjahr. Damit lassen sich in rund 2,5 Millionen – meist kleinen – Anlagen 28 GWh Strom speichern. Rechnerisch reicht dies aus, um den durchschnittlichen Tagesstromverbrauch von rund drei Millionen Privathaushalten in Deutschland zu decken. Bei einer sogenannten Dunkelflaute, wenn die Sonne sich verkriecht und kaum ein Lüftchen weht, ist das jedoch weniger als ein Tropfen auf den heißen Stein: Die Kapazität deckt gerade einmal zwei Prozent des Tagesverbrauchs in ganz Deutschland ab.

Pumpspeicher und NordLink: Die Backup-Systeme

Speicherbatterien sind allerdings nur ein Teil der Vorsorge in Deutschland. Pumpspeicherkraftwerke können bis zu 40 GWh beisteuern, also noch einmal drei Prozent. Hält die Dunkelflaute länger als 24 Stunden an, sind diese Reserven aufgebraucht. Dann ruhen alle Hoffnungen auf Laufwasser- und Biomassekraftwerken, die gemeinsam noch nicht einmal zehn Prozent abdecken, sowie auf NordLink. Dieses Unterwasserkabel verbindet Norwegen mit Deutschland und liefert bei Bedarf Strom aus Wasserkraftwerken.

Die Übertragungsleistung liegt bei 1400 Megawatt. In 24 Stunden sind das 33,6 GWh, die weitere 2,5 Prozent des deutschen Bedarfs abdecken. Anders als Speicherbatterien und Pumpspeicherkraftwerke liefert NordLink auch am zweiten Tag noch Strom – und an allen folgenden, bis Deutschlands überdimensionierte Solar- und Windkraftwerke wieder Überschüsse produzieren, von denen im Gegenzug ein kleiner Teil nach Norwegen fließt.

Das Paradoxon: Wenn zu viel Strom Geld kostet

Deutschlands Windenergie-Kapazität liegt bei knapp 80 Gigawatt, Solarkraftwerke kommen auf fast 100 Gigawatt. An stürmischen Sommertagen ohne sonderlich viele Wolken produzieren diese etwa dreimal mehr Strom, als verbraucht werden kann. Selbst an windstillen Sonnentagen und in sonnenarmen, aber stürmischen Zeiten wird weit mehr Strom erzeugt als benötigt. In solchen Momenten werden alle Speicher aufgeladen, doch das ist in wenigen Stunden geschehen.

Dann heißt es, Strom zu Schleuderpreisen – manchmal sogar zu negativen Preisen – zu exportieren. Und wenn es selbst dann keine Abnehmer gibt, werden Überproduzenten zeitweise stillgelegt. Im Jahr 2024 ist dadurch in sieben europäischen Ländern Strom im Wert von 7,2 Milliarden Euro schlichtweg nicht produziert worden, wie die internationale Umweltorganisation „Beyond Fossil Fuels“ mit Sitz in Berlin klagt, die sich den Ausstieg aus fossilen Energien auf die Fahne geschrieben hat. Deutschland mit 3,3 und Spanien mit 2,3 Milliarden Euro haben laut der Organisation die höchsten Einbußen zu beklagen.

Strategiestreit: Batterien oder Gaskraftwerke?

Zusätzliche Speicher könnten das ändern. Der Bundesverband Solarwirtschaft, der viele Jahre für den Ausbau der Solarkraft kämpfte, hat mittlerweile die Bedeutung der Energiespeicherung erkannt. „Batteriespeicher sind ein zentraler Baustein für ein kosteneffizientes, resilientes und klimaneutrales Energiesystem“, so Carsten Körnig, Hauptgeschäftsführer des Verbands. Sie senken die Systemkosten, indem sie erneuerbare Energien effizient integrieren und Netzengpässe reduzieren. Batteriespeicher dürften in den kommenden Kraftwerksauktionen nicht durch ungeeignete Ausschreibungskriterien gegenüber Gaskraftwerken benachteiligt werden, fordert Körnig. Stattdessen sollten Speicher gezielt gestärkt werden, da Deutschland erst einen Bruchteil der benötigten Speicherkapazitäten errichtet habe.

Bundeswirtschaftsministerin Katherina Reiche plant dagegen – ähnlich wie ihr Vorgänger Robert Habeck – vor allem den Bau von neuen Gaskraftwerken, um Dunkelflauten möglichst ohne Importstrom, unter anderem aus Frankreich, zu überstehen. Dort arbeiten die Kernkraftwerke nach einer langen Durststrecke wieder zuverlässig, auch für den Export. Dass große Batteriespeicher schneller gebaut werden können als Gaskraftwerke, wie Körnig meint, ist allerdings nicht ausgemacht, zumal Deutschland bei Akkus weitgehend auf Importe angewiesen ist.

Redox-Flow: Speicher-Giganten in der Pipeline

Zudem sind herkömmliche Batterien teurer als alle anderen Speichermöglichkeiten. Das Energieunternehmen FlexBase aus dem schweizerischen Laufenburg hat sich deshalb für eine andere Möglichkeit entschieden und plant in seinem Mutterland eine Redox-Flow-Batterie, die eine Kapazität von 2,2 GWh haben soll. Eine solche Batterie speichert Energie in flüssigen Elektrolyten. Zwei chemische Komponenten mit hohem Wasseranteil werden in großen Tanks gelagert und durch eine Zelle mit zwei Kammern gepumpt, die durch eine Membran getrennt sind. Beim Laden der Batterie wandern Ionen durch die Membran von der positiven zur negativen Seite. Beim Entladen kehrt sich die Richtung um.

Die größte Batterie dieser Bauart befindet sich derzeit in China und verfügt über eine Kapazität von 700 Megawattstunden (MWh). In Pfinztal bei Karlsruhe betreibt die Fraunhofer-Gesellschaft einen solchen Speicher mit 20 Megawattstunden. Eine 500-MWh-Anlage ist im ostsächsischen Boxberg geplant; bisherige für Deutschland geplante Großanlagen dieser Art sind allerdings immer wieder aufgegeben worden.

Wasserstoff: Der Hoffnungsträger für den Transport

Aussichtsreich für die Speicherung von Überschussstrom ist nicht zuletzt die Herstellung von grünem Wasserstoff. Deutschlandweit sind bereits eine Reihe von Elektrolyseuren installiert worden, auch wenn die Mengen noch überschaubar sind. Das könnte sich mit dem Gemeinschaftsprojekt „Green Hydrogen @ Blue Danube“ ändern, an dem die österreichische Verbund AG sowie Bayernoil, Bosch, MAN Energy Solutions und Clariant beteiligt sind.

Vorerst im deutsch-österreichischen Donauraum sollen zahlreiche Elektrolyseure installiert werden, die windstrombasiert Wasserstoff erzeugen. Dieser soll mit einem vom Erlanger Unternehmen Hydrogenious entwickelten Verfahren an eine organische Flüssigkeit wie Benzyltoluol angelagert werden und kann dann wie jede beliebige Flüssigkeit völlig ohne Brand- und Explosionsgefahr transportiert werden. Der Empfänger kann den Wasserstoff am Zielort wieder freisetzen und die organische Flüssigkeit zum erneuten Beladen zurückschicken.

Smart Meter: Effizienz durch Intelligenz

Auf die einfachste und am schnellsten umsetzbare Lösung verzichtet Deutschland allerdings noch weitgehend: den flächendeckenden Einbau von intelligenten Stromzählern in Verbindung mit Strompreisen, die die tatsächliche Verfügbarkeit widerspiegeln. Wenn viel Wind- und/oder Solarstrom produziert wird, ist die Energie billig; im anderen Fall teuer. Das würde private, gewerbliche und industrielle Verbraucher dazu bringen, möglichst viel Strom in Billigzeiten zu verbrauchen, etwa um Elektroautos aufzuladen. Überschussstrom würde dann seltener anfallen und die Versorgung insgesamt deutlich günstiger werden.