Benachrichtigung aktivieren Dürfen wir Sie in Ihrem Browser über die wichtigsten Nachrichten des Handelsblatts informieren? Sie erhalten 2-5 Meldungen pro Tag.
Fast geschafft Erlauben Sie handelsblatt.com Ihnen Benachrichtigungen zu schicken. Dies können Sie in der Meldung Ihres Browsers bestätigen.
Benachrichtigungen erfolgreich aktiviert Wir halten Sie ab sofort über die wichtigsten Nachrichten des Handelsblatts auf dem Laufenden. Sie erhalten 2-5 Meldungen pro Tag.
Jetzt Aktivieren
Nein, danke

Riesiger Energiespeicher Der Strom kommt aus dem Tank

Wie lassen sich große Strommengen einfach und preiswert speichern? Die Antwort auf diese Frage ist ein Schlüssel für die Energiewende. Forscher testen dafür jetzt eine gigantische Flüssigkeitsbatterie.
Was aussieht wie der Gärkeller einer Brauerei, ist der Speicherraum der aktuell wohl größten Batterie in Deutschland. Quelle: dpa
Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie in Pfinztal

Was aussieht wie der Gärkeller einer Brauerei, ist der Speicherraum der aktuell wohl größten Batterie in Deutschland.

(Foto: dpa)

Pfinztal Riesige grüne Tanks, Rohrleitungen, Pumpen – was ein bisschen aussieht wie der Gärkeller einer Brauerei ist der Speicherraum der aktuell wohl größten Batterie in Deutschland. Eine Etage höher arbeiten Handwerker gerade am Aufbau der Technik. Zwanzig Megawattstunden Strom soll die sogenannte Redox-Flow-Batterie, die Ende März in den Testbetrieb geht, speichern.

Das würde reichen, um ein ganzes Dorf zehn Stunden lang zu versorgen. „Wir versuchen, die Energiespeicher günstiger zu machen“, sagt Peter Fischer, der das Projekt beim Fraunhofer-Institut für Chemische Technologie in Pfinztal bei Karlsruhe leitet.

Die giftige Seite der Sonnenenergie
Gifte in Solarzellen
1 von 10

Solarzellen können Schadstoffe wie Blei und Cadmium enthalten sein. Wie sehr die Photovoltaik so die Umwelt belastet, wird an der Universität Stuttgart erforscht. Das Projekt "Schadstofffreisetzung aus Photovoltaik-Modulen" soll helfen, die Sonnenenergie wirklich „grün“ zu machen, es wird vom Bundeswirtschaftsministerium mit mehr als 800.000 Euro gefördert.

(Foto: dpa)
Welche Schadstoffe stecken in Photovoltaikanlagen?
2 von 10

In der Diskussionen um Schadstoffe in Solarmodulen geht es vor allem um Blei und Cadmium. Blei ist im Lötzinn enthalten. Cadmium ist als Cadmiumtellurid in bestimmten Dünnschichtsolarzellen verarbeitet. Beide Schwermetalle können in der Umwelt giftige Wirkung haben.

(Foto: dpa)
Gibt es für diese Stoffe Richtwerte?
3 von 10

Die EU-Richtlinie zur Beschränkung der Verwendung bestimmter gefährlicher Stoffe in Elektro- und Elektronikgeräten definiert Höchstkonzentrationen. Für Blei liegt der Wert bei 0,1 Prozent am Gesamtgewicht. Für Cadmium, das noch giftiger ist, bei 0,01 Prozent. Allerdings sind Photovoltaikanlagen von der Richtlinie ausgenommen. Trotz heftiger Kritik hatte das EU-Parlament 2010 einer Neufassung der Richtlinie mit großer Mehrheit zugestimmt.

(Foto: dpa)
Was wissen die Forscher schon über die Möglichkeiten eines Austritts?
4 von 10

Die Stuttgarter Forscher haben in einer Studie gezeigt, dass die Schadstoffe durch saure Lösungen aus defekten Modulen freigesetzt werden können. Allerdings wurden die Solarzellen dafür solange zermahlen, bis sie einem Pulver glichen. Michael Koch vom ISWA betont, dabei habe es sich um ein „Worst-Case-Szenario“ gehandelt. „Von intakten Photovoltaikmodulen, die diese Stoffe verwenden, geht keine Gefahr aus“, betont auch eine Sprecherin des Bundeswirtschaftsministeriums.

(Foto: dpa)
Wie realistisch ist die Gefahr jenseits des „Worst-Case-Szenarios“?
5 von 10

Koch betont, dass Löcher etwa durch Hagel wohl nicht ausreichten, um Schaden anzurichten. „Wir wollen nicht sagen, dass die Technologie gefährlich ist. Solange das Modul in Ordnung ist, ist alles gut“, sagt er. Unklar sind die Folgen von Feuer wie bei einem Hausbrand. Laut baden-württembergischem Umweltministerium ist eine Deponierung der Photovoltaikmodule grundsätzlich nicht zulässig. Sollten sie im Ausnahmefall - etwa nach einem Brand - doch auf einer Deponie landen, könnte das die Gefahr einer Auswaschung erhöhen. Allerdings seien die speziellen Deponien für Brandschutt besonders abgedichtet.

(Foto: dpa)
Warum interessiert die Forscher das Thema überhaupt?
6 von 10

Weltweit sind nach Angaben der Uni mehr als 17 Millionen Tonnen an Modulen installiert. Die Nutzungsdauer werde heute auf 20 bis 25 Jahre geschätzt. Zwar gibt es Recyclingverfahren auch seitens der Hersteller. Die Wissenschaftler sehen aber die Gefahr, dass kaputte oder weniger ertragreiche Module unsachgemäß entsorgt werden könnten: etwa nach weiterer Verwendung in Entwicklungsländern. Dort könnten sie auf wilden Müllkippen landen, warnt IPV-Leiter Jürgen Werner.

(Foto: dpa)
Sind in allen Solarzellen Schadstoffe verbaut?
7 von 10

Die meisten Hersteller verwenden noch Blei im Lötzinn. Für Deutschland bezifferte der Bundesverband Solarwirtschaft den Marktanteil aller Dünnschicht-Technologien - von denen aber nicht alle Cadmiumtellurid enthalten - auf rund 1 Prozent.

(Foto: obs/Accor Hotellerie Deutschland GmbH)

Zu dem 19 Millionen Euro teuren Vorhaben gehört eine zwei Megawatt starke Windenergieanlage gleich neben dem neuen Gebäude, die Gleichstrom zum Füllen der Batterie liefern soll. Doch an diesem fast frühlingshaften Februartag läuft der Aufbau nicht wie geplant. Beim Transport von Brandenburg ist eines der stählernen Turmsegmente mit einer Brücke kollidiert und muss erst repariert werden. Fischer und seine Kollegen sind darüber nicht glücklich, aber den Zeitplan für den Probebetrieb soll die Verzögerung nicht umstoßen.

Was sind die Stärken der Redox-Flow-Technik? Die Einheit, in der Strom über Membranen in die Batterie hinein und heraus fließt, ist vom Speichermedium getrennt. Dadurch können die Tanks mit der Vanadium-Lösung fast beliebig groß gebaut werden. In Pfinztal fasst schon jetzt jeder Tank immerhin 45.000 Liter.

Fischer setzt darauf, dass die Technik langfristig deutlich billiger wird. Die Kosten seien innerhalb von drei Jahren bereits um die Hälfte gesunken.

Strom aus erneuerbaren Quellen wie Wind und Sonne steht nicht immer in konstanter Menge zur Verfügung. Um das Netz stabil zu halten, müsse Strom schnell ins Netz eingespeist werden können, sagt der 41 Jahre alte promovierte Experte für physikalische Chemie. Dabei könnten sich die Redox-Flow-Technik und Lithium-Ionen-Batterien mit ihren Eigenschaften gut ergänzen.

Auf Schwankungen flexibel reagieren

Das Windrad, das hier entsteht, Windrad aufgebaut, soll den Strom liefern, der in der riesigen Batterie gespeichert wird. Quelle: dpa
Windstrom speichern

Das Windrad, das hier entsteht, Windrad aufgebaut, soll den Strom liefern, der in der riesigen Batterie gespeichert wird.

(Foto: dpa)

Die Pfinztaler Forschung fügt sich in eine ganze Reihe von Möglichkeiten zur Stromspeicherung, die bereits bewährt sind oder erprobt werden. Wasserkraftwerke mit Pumpspeicherseen gehören zum Beispiel dazu. Eine kleinere Redox-Flow-Batterie arbeitet bereits auf der Nordseeinsel Pellworm als Ergänzung zu einem Wind- und Solarpark.

In Heilbronn kooperiert der Energiekonzern EnBW mit dem Unternehmen Bosch beim Betrieb einer Lithium-Ionen-Batterie mit fünf Megawattstunden Leistung zum Ausgleich von Netzschwankungen. „Das wird künftig noch wichtiger. Denn wenn immer mehr Wind- und Solarstrom an vielen unterschiedlichen Orten eingespeist wird, braucht man Speicher, um flexibel auf Schwankungen reagieren zu können“, teilte EnBW-Sprecher Sebastian Marx mit.

Neue Bilder von Teslas Megabaustelle
Baustelle in der Wüste
1 von 13

Bei Teslas Gigafactory in der Wüste Nevadas geht der Bau zügig voran. Anfang Januar nahm der Elektroautobauer zusammen mit dem Kooperationspartner Panasonic in Teilen der Fabrik die Fertigung von Lithium-Ionen-Zellen auf. Diese Zellen eines neuen Typs sollen zunächst nur in den Powerwall-Heimspeichern verwendet werden. Die Batterieproduktion für das kommende Elektroauto Model 3 soll in den kommenden Monaten starten. (Stand: Januar 2017)

Foto: Tesla

Deutlicher Baufortschritt
2 von 13

Die im Januar veröffentlichten Luftbilder zeigen den Baufortschritt deutlich. In einigen der errichteten Gebäude wird schon gearbeitet, in anderen die Produktion vorbereitet. Auch der Bau der Gebäude selbst wird noch weitergehen.

(Foto: Tesla)

Die Baustelle vor einem Jahr
3 von 13

Zum Vergleich: So sah es vor einem Jahr in der Wüste bei Reno aus. Damals stand nur ein kleiner Teil der heutigen Anlagen.

Baustelle Gigafactory im Juli 2016
4 von 13

Im Juli 2016 hatte Tesla zur offiziellen Eröffnung erstmals Presse-Fotografen auf das Gelände gelassen. Die Gigafactory wird nach Fertigstellung zu den größten Produktionsstätten weltweit gehören.

(Foto: AP)
Eröffnungsfeier vor der Fertigstellung
5 von 13

Im Juli waren erst 14 Prozent der Anlage in Betrieb. Dennoch hatte Tesla-Gründer Elon Musk Ende Juli zur Eröffnungsfeier geladen – einige Tage vorher durften sich bereits Journalisten und Fotografen auf dem Fabrikgelände umsehen. Voll in Betrieb soll die Anlage erst 2018 sein. Bis dahin wird an allen Ecken und Enden gebaut.

(Foto: Reuters)
Vom Nischen- zum Massenhersteller
6 von 13

Auch wenn es noch nicht so aussieht: Diese Halle ist einer der Grundpfeiler der Strategie von Elon Musk, mit der er Tesla von einem Nischen- zu einem Massenhersteller machen und ganz nebenbei dem Elektroauto zum Durchbruch verhelfen will.

(Foto: Reuters)
Eigene Batterien sind unerlässlich
7 von 13

Die eigenen Batterien sind unerlässlich, wenn Tesla mit dem Model 3 (im Bild ein ausgestellter Prototyp) in diesem Jahr die Massen mobilisieren soll. Zum einen, weil momentan gar nicht genügen Akkus für die angepeilten Stückzahlen des Model 3 zugekauft werden könnten. Zum anderen, weil sie schlichtweg zu teuer wären. Der angekündigte Preis von 35.000 Dollar für den Wagen wäre nicht zu halten.

(Foto: Reuters)

Nach Überzeugung von Andreas Wellbrock, Geschäftsführer der Windenergie-Agentur in Bremerhaven, ist es unerlässlich, die Energiewende technologieoffen voranzutreiben. „Welche Technologien im Einzelnen nachher mitspielen werden, lässt sich heute nicht abschließend vorhersagen.“

Auch in der Bundesnetzagentur werden die technischen Entwicklungen aufmerksam verfolgt. Die Hoffnung, dass der Netzausbau, der vielerorts auf Widerstand stößt, durch Speicher vermieden werden kann, dämpft Sprecher Fiete Wulff jedoch. „Das kommt allenfalls für seltene Konstellationen in Betracht, in denen Erzeuger, Speicher und Verbrauch an einem Ort konzentriert sind.“

  • dpa
Startseite
Serviceangebote