Erneuerbare Energien produzieren, wenn die Natur es erlaubt. Der Verbrauch folgt aber seinem eigenen Rhythmus. Die Brücke zwischen beiden bilden Stromspeicher, und die Schweiz hat dabei eine besondere Stärke.
Das Grundproblem
Strom lässt sich nicht wie Öl oder Gas einfach in einem Tank lagern. Er muss im Moment seiner Erzeugung verbraucht oder in eine andere Energieform umgewandelt werden. Genau das ist die Aufgabe von Stromspeichern.
Pumpspeicherkraftwerke – die Schweizer Stärke
Die eleganteste und bewährteste Speichertechnologie ist der Pumpspeicher. Das Prinzip ist einfach: Wird mehr Strom produziert als verbraucht, pumpt man Wasser von einem tiefer gelegenen Becken in ein höher gelegenes. Wird Strom gebraucht, lässt man das Wasser wieder abfliessen, durch Turbinen, die dabei Strom erzeugen. Der Bergsee wird so zum Energiespeicher; das Wasser darin ist gespeicherte potenzielle Energie.
Die Schweiz ist für diese Technologie ideal: Alpentopografie, bestehende Stauseen und kurze Reaktionszeiten kommen zusammen. Pumpspeicheranlagen wie Linth-Limmern oder Nant de Drance können innerhalb von Sekunden auf Netzveränderungen reagieren, was sie zu einem wichtigen Stabilitätsfaktor im europäischen Verbundnetz macht.
Auch Pumpspeicher arbeiten nicht verlustfrei. Beim Hochpumpen und beim späteren Rückfluss durch die Turbine geht jeweils etwas Energie verloren, hauptsächlich durch Reibung. Insgesamt erreichen moderne Anlagen einen Wirkungsgrad von rund 70 bis 80 Prozent. Das bedeutet: Von 100 Kilowattstunden, die zum Hochpumpen verwendet werden, lassen sich später 70 bis 80 wieder als Strom gewinnen. Damit bleibt der Pumpspeicher trotz Verlusten die wirtschaftlichste Grossspeichertechnologie.
Batteriespeicher
Lithium-Ionen-Batterien, dieselbe Technologie wie im Smartphone, nur in deutlich grösserem Massstab, werden zunehmend als stationäre Netz- und Hausspeicher eingesetzt. Sie reagieren schnell, lassen sich gut skalieren, und ihre Kosten sinken seit Jahren. Begrenzt sind sie durch ihre Kapazität, den Rohstoffbedarf und eine endliche Lebensdauer.
Ein Hausspeicher, kombiniert mit einer Solaranlage, ermöglicht es, tagsüber produzierten Solarstrom auch nachts zu nutzen. Dieser Markt wächst derzeit stark, weil Speicherkosten sinken und der Wunsch nach Eigenversorgung zunimmt.
Grosse Batterien können im freien verbaut werden, aber wie in diesem Beispiel auch in speziellen Innenräumen.
Power-to-Gas
Eine noch junge, aber vielversprechende Technologie nutzt überschüssigen Strom, um Wasser durch Elektrolyse in Wasserstoff und Sauerstoff zu spalten. Der Wasserstoff lässt sich speichern, transportieren oder zu Methan weiterverarbeiten. Der grosse Vorteil liegt in der Langzeitspeicherung über Wochen und Monate, etwas, das Batterien nicht leisten können. Der Nachteil: Der Umwandlungsprozess ist energieintensiv, und die Gesamteffizienz ist heute noch begrenzt.
Warum das alles wichtig ist
Je mehr erneuerbare Energien ins Netz eingespeist werden, desto wichtiger werden flexible Speicher. Sie gleichen Schwankungen aus, sichern die Versorgung in Spitzenzeiten und ermöglichen es zumindest teilweise, überschüssigen Solarstrom vom Sommer in den Winter zu verschieben.
In wenigen Tagen: Woher kommt der Schweizer Strom konkret, und was kann man als Haushalt selbst beitragen?
Dieser Artikel ist Teil unserer Serie «Energie einfach erklärt».