Energiewende: Welche Rolle Akkus dabei spielen

In Zeiten der Klimakrise dreht sich alles um die Energiewende. Nicht nur in Privathaushalten, sondern auch in mittelständischen Unternehmen. Um einen Beitrag zu leisten, bieten sich im betrieblichen Umfeld unterschiedliche Möglichkeiten. Von Photovoltaik-Anlagen auf dem Firmendach bis hin zu Investitionen in Elektromobilität. Ebenso wichtig wie das Engagement von Unternehmen und Privathaushalten sind im Hinblick auf die Energiewende smarte Technologien, die den Wandel ermöglichen. Akkus spielen in diesem Zusammenhang eine wichtige Rolle, denn die Umstellung auf eine grüne Wirtschaft würde ohne passende Energiespeicher zu einem Ungleichgewicht im Energiesystem führen.

Grüne Weltwirtschaft: Wie Akkus bei der Umsetzung helfen

Der Wirtschaftssektor ist für den Großteil aller Treibhausgasemissionen verantwortlich. Damit die Welt zu einem treibhausgasfreien Ort werden kann, muss sich das wirtschaftliche Leben künftig auf grüne Technologien konzentrieren. Im Rahmen der Umstellung geht es darum, Gebäude, Städte und den Bereich der Mobilität zu elektrifizieren. Statt konventionellem Strom stehen bei dieser Elektrifizierung Solar-, Wasser- und Windkraft im Zentrum. Obwohl sie als Schlüssel zu einer grünen Weltwirtschaft gelten, sind die Sonne, das Wasser und der Wind volatile Energiequellen. Das heißt, dass die Stromproduktion nicht konstant auf demselben Level erfolgt. Was passiert beispielsweise, wenn die Sonne zu lange nicht scheint oder kein Wind geht? Was, wenn Dürre herrscht und Wasserkraftwerke nicht effizient arbeiten können? Um Flauten wie diese zu überbrücken, braucht man passende Speichermöglichkeiten für grüne Energie.

Akkus haben in diesem Zusammenhang einen besonderen Stellenwert, so aktuell vor allem Lithium-Ionen-Akkus, die als Basis aller derzeitigen Initiativen zur Elektrifizierung der Weltwirtschaft gelten. Ihrer überlegenen Leistung, Sicherheit und Effizienz haben sie es beispielsweise zu verdanken, dass sie sich zur bevorzugten Batterie für Elektroautos entwickelt haben. Ohne ihre schnelle Reaktionsfähigkeit, den modularen Aufbau und die Anpassungsfähigkeit im Hinblick auf die Montage wäre die Dekarbonisierung des Verkehrssektors nicht vorstellbar. Im Vergleich zu konventionellen Akkus zeichnen sich die Batterien durch einen besonderen Aufbau aus, der bei hoher Energiedichte funktionale Effizienz ermöglicht. Neben einer positiven (Kathode) und negativen Elektrode (Anode) enthalten Lithium-Ionen-Akkus als Leiter ein Elektrolyt. Stromspeicher mit diesem Aufbau werden aktuell in den unterschiedlichsten Bereichen eingesetzt. Sie stecken nicht nur in Elektroautos, sondern dank ihres leichten Gewichts und der platzsparenden Form auch in Mobiltelefonen und anderen Elektronika. Soll die Energiewende gelingen, werden ihre Einsatzbereiche künftig noch umfangreicher.

Die Bedeutung von Akkus in Energiespeichersystemen

Mithilfe von Akkus wollen Energieversorger und Netzbetreiber künftig die volatile Leistung grüner Energien kompensieren und dadurch unabhängig vom Wetter eine zuverlässige Stromversorgung gewährleisten. Experten gehen davon aus, dass geeignete Akkusysteme bald schon nicht nur Reservekapazitäten im Hinblick auf Wind- und Solarenergie bereitstellen, sondern auch

• Frequenzreaktionen ermöglichen.
• bei der Wiederherstellung des Stromnetzes nach Störungen helfen.
• vielfältige Netzfunktionen bereitstellen.
• Mini-Netze aufrüsten könnten, die den Eigenverbrauch von Solarstrom aus Photovoltaikanlagen erleichtern.
• als effiziente Stromspeicher in Elektrofahrzeugen dienen werden.

Im Laufe des vergangenen Jahrzehnts ist vor dem Hintergrund der Elektromobilität vor allem die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien exponentiell angestiegen. Was die Speicherung von Solarstrom aus Photovoltaikanlagen betrifft, kommen auch altbewährte Blei-Akkus in Frage, doch die Lithium-Technologie gilt auch hier als aufstrebende Alternative und zieht in einigen Kategorien an den Blei-Modellen vorbei.

Blei-Akkus als altbewährte Solarstromspeicher

Für Privathaushalte und gewerbliche Photovoltaikanlagen war der Blei-Akku lange die beste Lösung, um Solarstrom aus Photovoltaikanlagen zu speichern. Anders als Lithium-Ionen-Akkus sind Blei-Modelle als Solarstromspeicher lange erprobt und werden seit Ewigkeiten zur unterbrechungsfreien Stromversorgung im Krankenhausumfeld genutzt. Die Technologie konnte dank der langen Erfahrungswerte gut optimiert werden und verfügt im Vergleich zur Lithium-Variante so über ein bereits ausgereiftes Sicherheitssystem. Zudem sind Blei-Akkus heutzutage relativ günstig, während die Entscheidung für Lithium-Ionen-Akkus mit relativ hohen Investitionskosten verbunden ist. Nichtsdestotrotz macht die Lithium-Technologie dem Blei-Akku seit Anfang der 1990er Jahre erhebliche Konkurrenz und wird ihn laut vielen Experten in naher Zukunft in den meisten Bereichen verdrängen.

Lithium-Ionen-Akkus als Stromspeicher der Zukunft

Vor allem bei der mobilen Anwendung haben Lithium-Ionen-Akkus im Vergleich zu Blei-Modellen unschlagbare Vorteile. Das liegt vor allem an ihrem leichten Gewicht. Im praktischen Gebrauch ist mit etwa einem Kilogramm pro gespeicherter Kilowattstunde Strom zu rechnen. Weil Bleiakkus wegen ihrer geringeren Energiedichte ein deutlich höheres Gewicht und einen größeren Umfang haben, eignen sie sich kaum für den Bereich der Elektromobilität. Dadurch konnten sich Lithium-Ionen-Modelle in der Autoindustrie trotz des höheren Preises unmittelbar durchsetzen. Davon abgesehen besitzen sie eine deutlich längere Lebensdauer als Blei-Varianten, sodass sich die investierten Mehrkosten auf lange Sicht rechnen. Als Solarstromspeicher halten die Akkus mehr als 20 Jahre lang, wobei sie sich zudem durch eine höhere Zyklenzahl und Entladetiefe auszeichnen. Auch die geringe Selbstentladung spricht für die Technologie. Gerade im gewerblichen Umfeld wird sie sich dank dieser Vorzüge laut Experten zur führenden Stromspeichertechnologie entwickeln. Denn für die anfängliche Investition steht hier in der Regel ausreichend Geld zur Verfügung. Ohnehin gehen Branchenbeobachter davon aus, dass der Preis binnen einiger Jahre sinken wird. Für diese Prognose spricht vor allem die bisherige Preisentwicklung jener Modelle, die heutzutage in der Autoindustrie zum Einsatz kommen.