Wir brauchen effiziente Speicherformen, die die erzeugte Energie zwischenspeichern und bei Bedarf auch wieder abgeben können, um künftig Schwankungen bei der Stromversorgung auszugleichen. Zusammen mit anderen Forscherinnen und Forschern arbeitet Rolf Hempelmann, Professor für Physikalische Chemie an der Universität des Saarlandes an derzeit neuen Speichermöglichkeiten. Die Gruppe der Studenten will im Rahmen eines deutschlandweiten Forschungsverbunds Zink-Luft-Batterien entwickeln, die wieder aufladbar sind und die die Energie ohne große Verluste speichern und auch wieder abgeben können.

Strombedarf Schwankungen ausgesetzt

Im Laufe eines Tages ist der Strombedarf Schwankungen ausgesetzt, beispielsweise wenn morgens die Kaffeemaschine läuft oder abends der Fernseher. Für die privaten Haushalte muss hierfür genügend Strom zur Verfügung stehen. Wenn wir schlafen und unser Stromverbrauch zurückgeht, sieht es ganz anders aus.

Speicherformen erfinden, die erzeugte Energie ohne Verlust zwischenspeichern können

Witterungsbedingt unterliegt auch die Stromerzeugung durch Wind- und Sonnenenergie Schwankungen. Bei schlechtem Wetter erzeugen Sonnenkollektoren und Windräder keine Energie. Wenn 2022 das letzte Atomkraftwerk abgeschaltet wird, soll der Strom aus Wind- und Sonnenenergie stammen. Doch bis dahin ist noch etwas Zeit. Bis es soweit ist, muss man Speicherformen erfinden, die die erzeugte Energie fast ohne Verluste zwischenspeichern können.

Pumpenspeicherkraftwerke in Norwegen und Schweiz – auch für Deutschland eine Lösung?

Pumpenspeicherkraftwerke, wie sie in Norwegen oder der Schweiz eingesetzt werden, sind für Deutschland keine flächendeckende Lösung, da sie mit hohen Kosten verbunden sind und nur eine geringe Energieeffizienz besitzen. Hempelmann forscht derzeit an großen, stationären und wiederaufladbaren Batterien, die eine Alternative hierzu darstellen. Diese funktionieren wie Brennstoffzellen, die chemische Energie in elektrischen Strom umwandeln. Der einzige Unterschied ist der, dass hierbei das Wasserstoff-Gas durch einen flüssigen Energieträger wie dem Zink/Zinkoxid-Schlicker ersetzt werden. Wird künftig mehr Strom produziert als man verbraucht, kann der Rest in der Form von chemischer Energie zwischengespeichert werden.

Was ist, wenn der Stromverbrauch wieder ansteigt?

Steigt dagegen der Stromverbrauch wieder an, kann die bereits gespeicherte chemische Energie wieder in Strom umgewandelt und ins Stromnetz eingespeist werden. Das Entladen einer Zink-Luft-Batterie ist nicht schwer und wird beispielsweise schon in Knopfbatterien von Hörgeräten genutzt. Das Wiederaufladen einer Zink-Luft-Batterie ist für die Wissenschaft und die Forscher in der Universität eine Herausforderung.

Zink bietet viele Vorteile

Hempelmann erklärt, dass der Energieeffizienzgrad der wiederaufladbaren Zink-Luft-Batterien höher als bei gewöhnlichen Batterien ist. Zink bietet aber noch weitere Vorteile: Der Rohstoff ist ausreichend vorhanden, billig, nicht giftig und umweltverträglich. Ziel der Wissenschaftler soll es sein, dass es mit den Batterien möglich ist, ein stationäres Speichersystem zu bauen, das der Industrie zur Verfügung gestellt werden kann.

Projekt „Energiespeicher“

Das Projekt wird vom Bundeswirtschaftsministerium gefördert. Neben der Saaruni beteiligt sich die Technische Universität Claustahl, die Universität Duisburg-Essen, die Hochschule Niederrhein, das Zentrum für Brennstoffzellen und die Unternehmen Grillo Werke, Bayer, sowie Thyssen Krupp an dem Projekt. Es werden insgesamt über 2,4 Millionen Euro für das Projekt investiert, wobei von den Geldern 450.000 Euro ins Saarland gehen.