Warum nutzt keiner den besten Energie-Speicher aus Deutschland?

Der beste Speicher wird gerade ignoriert! Deutschland hat ein massives Energie-Problem! Jedes Jahr vernichten wir überschüssigen Strom und kaufen bei Engpässen teuer aus dem EU-Ausland zu. Die Kosten gehen in die Milliarden. Das liegt daran, dass erneuerbare Energien nicht auf Bedarf Strom liefern. Solar- und Windkraft sind wetterabhängig. 8071 Gigawattstunden an Öko-Strom wurden 2022 abgeregelt, also vernichtet. Mit diesem Strom hätte man ganze 10 Mio. Menschen gratis mit Strom versorgen können.

Wir benötigen massenhaft günstige Energiespeicher. Und das so schnell wie möglich! Mit diesen könnten wir den überschüssigen Strom retten, Dunkelflauten ausgleichen und die Kosten für die Bürger ganz auf ein Minimum reduzieren. Bei der Lösung dieses Problems wird ein Energiespeicher-Konzept aktuell aber massiv unterschätzt. Ein Speicher, der hier in Deutschland seit über 200 Jahren Einsatz findet. Es ist überraschend, dass hierüber so wenig gesprochen wird, da er extrem einfach herzustellen ist und praktisch nichts kostet.

Die Rede ist vom Hochtemperaturspeicher aus Keramik, Stein, Sand und Metall. Er speichert die Energie in Form von Wärme ein. In der Industrie ist die Technik schon lange etabliert. Nun gibt es solche Speicher aber sogar für Privathaushalte als Massenprodukt. Firmen wie Batsand oder Polar Night Energy und auch Rondo schaffen es mit Sand günstiger Energie zu speichern als jede Alternative. Sie beweisen, wie einfach man das Energieproblem wirklich lösen kann und was Deutschland und auch viele Solarbetreiber zuhause vielleicht vollkommen falsch verstehen! Tatsächlich könnte man so einen Speicher sogar als Heimwerker-Projekt für sich zuhause selbst bauen.

Der Aufbau des Hochtemperaturspeichers und die Funktionsweise ist dementsprechend recht simpel. In einem gedämmten Behälter werden einige Tonnen Sand eingelagert. Dieses Material dient als Wärmespeicher-Medium. Möglich ist aber auch die Nutzung von Vulkangestein, dieser Ansatz ist in Hamburg z.B. geläufig. Hier wird ein solcher Speicher von Siemens Gamesa betrieben. Ist ein Überschuss am Strom vorhanden, wird dieser in jedem Fall aber mit einer Widerstandsheizung in Wärme umgewandelt. Das Funktionsprinzip findet so auch z.B. im Toaster Anwendung. Die erzeugte Wärme wird anschließend an den Sand abgegeben. Das geschieht über ein Rohrleitungssystem, welches in Schlaufen durch den Sand führt. Der Sand heizt sich dabei auf knapp 500°C auf. Und in dieser Form kann die Energie tatsächlich über einige Tage zuverlässig gespeichert werden. Zeittechnisch ist das absolut ausreichend, um auf Schwankungen reagieren zu können.

Wird nun wieder Energie benötigt, wird die Wärme über das Rohrleitungssystem wieder abgeführt. Privatpersonen können die Wärme nun zum Heizen nutzen. Im großen Stil kann die Wärme aber auch für Industrieprozesse genutzt werden oder sogar rückverstromt werden. Letzteres erfolgt über ein altbewährtes Konzept. So kann man mit der Wärme Wasserdampf erzeugen und eine Dampfturbine antreiben. Durch die häufige Energieumwandlung und Leitungsverluste geht jedoch ein beachtlicher Anteil an Energie verloren. Zwar gelingt die Umwandlung von Strom zu Wärme mit einer Effizienz von 100%. Rückwärts ist das aber nicht so leicht möglich. Aufgrund von thermodynamischen Grenzen liegt das Maximum bei knapp 50-60%. Bei sogenannten Wärme-Kraft-Maschinen gelten die Sätze von Carnot. Und ebenfalls problematisch ist der Faktor Zeit bei Wärmespeichern. Wärme ist nämlich flüchtig und geht kontinuierlich verloren - egal wie gut auch gedämmt wird. Wird die Wärme nicht nur Stunden, sondern Tage gespeichert, kann der Wirkungsgrad auch unter 20% liegen. Zum Vergleich: Ein Lithium-Akku erreicht Wirkungsgrade über 90% und das auch, wenn wir die Energie über Wochen speichern.

Doch der Wirkungsgrad ist zweitrangig. Was zählt ist die Wirtschaftlichkeit und wie praktikabel die Lösung ist. Und hier schneidet der Lithium-Akku nicht gut ab. Nicht nur ist der Abbau von Lithium aus umwelttechnischer Sicht sehr umstritten, noch dazu ist unsicher, ob die Nachfrage überhaupt nicht gestillt werden kann. U.a. aufgrund eines Booms der Elektromobilität und Elektronik-Artikel. McKinsey zeigt in einer neuen Studie, dass in den nächsten zwei bis vier Jahren massiv in den Bau von Minen investiert werden muss. Der Grund: Die Entwicklung von Lithiumminen, die zwischen 2010 und 2019 in Betrieb genommen wurden, dauerte durchschnittlich 16,5 Jahre. Die Skalierung braucht Zeit, Zeit, die uns leider fehlt. Und das Problem wird sich in naher Zukunft anstatt zu bessern, sogar verschärfen, da die Lithiumvorkommen begrenzt sind. Akkus müssen nach 10-15 Jahren ersetzt werden. Und eine Recycling-Infrastruktur ist aktuell nicht in Aussicht. Selbst wenn das allerdings gut gehen würde, bleibt ein fatales Problem bestehen. Der Preis! Mindestens 100€ pro Kilowattstunde Speicherkapazität sind aktuell zu erwarten. Puffern wir mit solch teuren Speichern unseren Strom, wird sich am Strompreis wenig ändern.

All diese Probleme hat ein Hochtemperaturspeicher nicht. Er kostet ein Neunzigstel eines Lithium-Akkus und ist zudem noch für die Ewigkeit gemacht. Sand verliert auch über Jahrmillionen nicht die Fähigkeit Wärme zu speichern und die Rohrleitungen halten mindestens Jahrzehnte. 50 Jahre Lebensdauer sind garantiert! Wir bekommen also für 1% der Kosten letztendlich einen Speicher, der 4x so lange hält. Genial!

Sicherlich werden sich hier aber einige fragen, ob man hier nicht Äpfel mit Birnen vergleicht. Immerhin speichert ein Lithium-Akku Strom und ein Wärmespeicher Wärme. Sollte man diese Bereiche nicht getrennt voneinander betrachten? Ja und nein! Der Hochtemperaturspeicher ist keine optimale Lösung für alles. Er ist aber eine praktikable, die das massive Problem der erneuerbaren Energien zumindest schnell, günstig und einfach abfedern kann. Es würde ja allein schon einen großen Unterschied machen, wenn wir den überschüssigen Ökostrom, der derzeit vernichtet wird, zum Heizen nutzen können. Wir dürfen nicht vergessen, dass wir hier von einer Energiemenge reden, die für ganze 10 Mio. Menschen ausreichen würde.

Und der Hochtemperatur-Speicher bietet grundsätzlich ja mehr als ein normaler Wärmespeicher. Er kann auch Strom liefern, wenn er direkt mit einer Dampfturbine errichtet wird. Und das ist einfacher als man annehmen würde. Man könnte nämlich alte Kohle- und Gaskraftwerke zum Energiespeicher umrüsten und die gesamte Technik übernehmen. Und auch könnte man vorhandene Kraftwerke, die auf Wärme setzen, um solche Speicher erweitern. So befinden bereits Hochtemperaturspeicher bei der Atomkraft in den USA, aber auch Solartechnik in Afrika standardmäßig Anwendung. Warum liefert Deutschland die Technik, nutzt sie aber nicht selbst?