Energiepolitik  

Speicherinitiative

Speicher – Bewährtes und Innovatives aus der Schlüsseltechnologie zur Energiewende

Studie Erneuerbare Energien 2016

Hintergrund

Bei der UN-Klimakonferenz in Paris im Dezember 2015 wurde beschlossen, die globale Erwärmung auf 1,5 °C zu begrenzen. Ein ambitioniertes Ziel, das eine vollständige Dekarbonisierung des Energiesystems und damit einen vollständigen Umstieg auf erneuerbare Energieträger bedeutet. Diese sind jedoch, mit Ausnahme von Biomasse, volatil und nicht steuerbar. Das erfordert eine zunehmende Flexibilität der Energiesysteme, und hier kommen Speichersysteme ins Spiel.

Die Speicherinitiative des Klima- und Energiefonds

In der ersten Phase der vom Klima- und Energiefonds initiierten Speicherinitiative wurde der Status Quo der verschiedenen Technologien erfasst und als Resultat konkrete Empfehlungen zu weiteren Forschungen und Umsetzungsaktivitäten erarbeitet.

Grundsätzlich werden Stromspeicher, Wärme- und Kältespeicher unterschieden. Zu beiden Kategorien gibt es zahlreiche, zum Teil schon seit Jahr(zehnt)en, verfügbare und in der Praxis bewährte Anwendungen, nur ein bekanntes Beispiel: Pumpspeicher. Daneben gibt es aber auch laufend Innovationen und Weiterentwicklungen, über viele davon wird hier auf energieleben ohnehin immer wieder berichtet.

Einsatzbereiche unterschiedlicher Speichersysteme

In den Arbeitsgruppen wurden Handlungsempfehlungen für die folgenden Einsatzbereiche ausgearbeitet:

  • Wärme- und Kälteversorgung in Gebäuden
  • Eigenverbrauchserhöhung für Photovoltaik-Strom
  • Speicher in Industrie und Gewerbe
  • Speicher in der Elektrizitätsversorgung
  • Speicher in der Wärme- und Kälteversorgung
  • Speicher in der Mobilität

Darüber hinaus müssen auch rechtliche Grundlagen, Normen und Richtlinien angepasst werden, um vermehrte Anwendungen in der Praxis zu erleichtern.

Handlungsempfehlungen der einzelnen Einsatzbereiche

  • Wärme- und Kälteversorgung in Gebäuden

Das Ziel dieser Speichertechnologie ist der Ausgleich von Tages- und saisonalen Schwankungen. Wasserspeicher und Bauteilaktivierung gehören hierher, diese sind bereits ausgereift und etabliert, künftig werden auch chemische Speichermedien eine Rolle spielen. Für einen wirtschaftlich optimierten Betrieb muss die intelligente Speicherbewirtschaftung (d.h. Regelung, Schnittstellen etc.) noch verbessert werden. Dazu sollen Demonstrationsgebäude errichtet werden, bei denen begleitend ein Monitoring durchgeführt wird. Außerdem wird empfohlen, weitere Forschungsprojekte durchzuführen, die z. B. die Kombination von Speichern mit Wärmepumpen und Geothermie zum Inhalt haben.

  • Eigenverbrauchserhöhung für Photovoltaik-Strom

Ziel ist die maximale Eigennutzung, damit einhergehend eine Netzentlastung, aber auch eine Notstromversorgung. Eine steigende Anzahl von Photovoltaik-Anlagenbesitzern besitzt bereits einen Batteriespeicher, oder denkt über eine Anschaffung nach (die ja auch, z.B. in Wien, gefördert wird). Was hier noch weiter erforscht und optimiert werden soll, ist die Erhöhung von Wirkungsgrad und Lebensdauer. Gefragt sind außerdem Demonstrationsprojekte zu virtuellen Speicherlösungen als Teil sogenannter „Smart Grids“. Damit gemeint ist ein „virtueller Zusammenschluss“ mehrerer Heimspeicher.

  • Speicher in Industrie und Gewerbe

In diesem Bereich besteht großes Potenzial für den Einsatz von Speichern, sowohl strom- als auch wärmeseitig. Ziele sind ein verbessertes Lastmanagement in smarten Energienetzen und die Abfederung von Lastspitzen, wodurch auch eine Kostenreduktion bewirkt wird. Um mehr Erfahrungen im Praxisbetrieb zu gewinnen, werden Forschungsprojekte zu Power-to-Heat-Lösungen und zur Stromgewinnung aus Dampfspeichern empfohlen.

  • Speicher in der Elektrizitätsversorgung

Speicherlösungen in diesem Bereich helfen, das Netz zu stabilisieren und den Netzausbau zu optimieren – letzteres heißt auch Ausbau zu vermeiden. Hierzu sind vor allem Praxistests solcher Lösungen gefragt:

  • virtuelle Speicherkraftwerke mit 50 bis 100 Kundinnen und Kunden
  • virtuelle Großspeicher ab 100 kWh Kapazität
  • Stromspeicher für Netzstabilisierung und Spannungsbandhaltung, inklusive Schwarzstartfähigkeit

 

  • Speicher in der Wärme- und Kälteversorgung

Diese Speicher dienen der Optimierung von Wärme- und Kältenetzen sowie des Kraft-Wärme-Kopplungsbetriebs. Auch ein saisonaler Ausgleich kann damit erzielt werden. Über ein vor wenigen Jahren umgesetztes Beispiel am Standort des Kraftwerks Simmering wurde hier schon berichtet. Einige Beispiele für andere Demonstrations- und Forschungsprojekte in diesem Bereich sind:

  • Senkung der Netztemperatur durch Anreizprogramme für Kunden, einen hydraulischen Abgleich ihrer Heizungsanlage durchzuführen
  • Nutzung von Anergienetzen (Niedertemperaturnetz)
  • Speichernutzung als Alternative zur Netzverstärkung
  • Langzeitspeicher in Verbindung mit unterschiedlichen Wärmequellen

 

  • Speicher in der Mobilität

Dass Elektroautos untertags erzeugten, überschüssigen Strom aus erneuerbaren Quellen speichern können, ist bereits bekannt – sie können diesen bei Bedarf aber auch wieder abgeben und damit zu einer flexiblen Stromversorgung beitragen. Dadurch kann das Netz entlastet und Netzausbau vermieden werden. Auch an der weiteren Verbesserung der Akkus für höhere Reichweite und Lebensdauer wird weiter gearbeitet.
Um mehr Aussagen zu den Wechselwirkungen im System „E-Cars – dezentrale Erzeugung – Speicher“ zu erhalten, werden Breitentests von „Vehicle-to-Grid“ empfohlen, wie es z.B. bereits in den Niederlanden passiert. Darüber hinaus soll der Einsatz von Speichern bei Schnellladestationen in Praxistests geprüft werden. Und dann gibt es noch einen Einsatzbereich, der weiter erforscht werden sollte: kompakte Wärmespeicher für die Innenraumkonditionierung, mit neuen Materialien wie PCM („Phase Changing Material“) oder TCM („thermochemische Materialien“).

 

Dieser Beitrag ist eine Kurzfassung des Abschlussberichts der Speicherinitiative, ohne Anspruch auf Vollständigkeit. Der komplette Bericht kann hier nachgelesen werden.

 

Fotocredit: Deloitte/APA-Fotoservice/Hinterramskogler – Fotograf/in: Daniel Hinterramskogler

AnitaSchernhammer, 13.04.2017
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