Baustein für mehr Effizienz – Elektrolyse
Wasserstoff wird in Zukunft für die Energieversorgung immer wichtiger – etwa um überschüssigen Strom aus Wind- und Solarkraftwerken zu speichern oder als Treibstoff für Fahrzeuge. Und die chemische Industrie kann regenerativ erzeugten Wasserstoff zusammen mit dem Treibhausgas Kohlendioxid als Ausgangsmaterial für Kunststoffe nutzen.
Was für eine Verschwendung! In Norddeutschland bläst der Wind – und viele Rotoren in den Windparks stehen trotzdem still. „Bis zu 20 Prozent der Zeit müssen die Anlagen an der Nordseeküste abgeschaltet werden, weil sie sonst mehr Strom produzieren, als gerade gebraucht wird“, berichtet Erik Wolf, Technologiestratege für die Division Solar & Hydro des Siemens-Sektors Energy. „Hier zeigt sich eine zentrale Herausforderung der erneuerbaren Energien: Ihre Produktion fluktuiert je nach Wetterlage. Anders als bei konventionellen Kraftwerken orientiert sie sich nicht an der Nachfrage.“ Nach einer Schätzung des Bundesverbandes Windenergie konnte das deutsche Stromnetz im Jahr 2010 rund 150 Gigawattstunden elektrische Energie wegen Überlastung nicht aufnehmen.
So kommt es, dass Windräder bei Sturm stillstehen, während bei Flaute ältere, mit Kohle befeuerte Kraftwerke mit hohen CO2-Emissionen wieder ans Netz müssen. Dieser Effekt wird umso größer, je höher der Anteil von Wind- und Sonnenstrom in Deutschland ist – immerhin sollen nach den Plänen der Bundesregierung bis 2030 rund die Hälfte und bis 2050 etwa 80 Prozent des Strombedarfs durch erneuerbare Energien gedeckt werden. Ohne große Speicher ist dieses Ziel nicht zu erreichen: Sie müssen überschüssige Energie aufnehmen – etwa bei starkem Wind – und später bei Bedarf wieder ins Netz einspeisen. „Um die künftigen Herausforderungen eines auf erneuerbaren Energien basierenden Energiesystems zu erfüllen, werden wir unterschiedliche Speichertechnologien brauchen, von der Kurzzeitspeicherung im Bereich Sekunden bis Stunden bis zur Langzeitspeicherung für Tage oder Wochen“, sagt Katherina Reiche, Parlamentarische Staatssekretärin im Bundesumweltministerium. Auch andere Länder müssen ihre Stromnetze mit Speichern für die erneuerbaren Energien fit machen: „Wir führen derzeit intensive Gespräche, zum Beispiel in Dänemark und den USA“, berichtet Wolf.