USA: Stromspeicher statt Kernkraftwerke
Es gibt Worte, die gibt es nur auf Deutsch. Auch in den USA sagt man «Gemütlichkeit», «Doppelgänger», «Wunderkind», «Zeitgeist» und – ganz neu – «Dunkelflaute».
Dunkelflaute ist, wenn nachts kein Wind weht. Das heisst, dass keine erneuerbare Energie aus Wind und Sonne erzeugt werden kann. Ein Angstszenario von beträchtlicher politischer Hebelwirkung, das bisher grösstenteils unbegründet ist. Begegnen kann man der Dunkelflaute mit Speichertechnologien. Auch das ist jenseits des Atlantiks angekommen, und zwar bemerkenswert schnell.
Von null auf 20 Gigawatt in vier Jahren. Tendenz: stark steigend
Noch vor wenigen Jahren gab es in den Vereinigten Staaten so gut wie keine Stromspeicher. In den letzten vier Jahren hat sich das rapide geändert. Seit 2020 wurden nach Angaben der US Energy Information Admistration (EIA, nicht zu verwechseln mit der Internationalen Energieagentur IEA) mehr als 20 Gigawatt Speicherkapazität im US-Stromnetz installiert, davon 5 Gigawatt zwischen Januar und Ende Juli diesen Jahres.
In nur vier Jahren sei so die Kapazität von 20 Nuklearreaktoren ans Netz gegangen. Bis 2025 könnten es nach einer Prognose vom Januar mit 40 Gigawatt schon doppelt so viel sein. Das sei ein «ausserordentliches Wachstum», zitiert der «Guardian» den Leiter der Stelle für Zuverlässigkeitsbewertung und Leistungsanalyse bei der North American Electric Reliability Corporation, John Moura.
Am meisten Batteriespeicher stehen in sonnigen US-Staaten
Die grössten Speicheranlagen der USA stehen in den Wüsten- und Sonnenstaaten Kalifornien (7,3 GW), Texas (3,1 GW) und Arizona (0,8 GW). Die Batterien helfen, die grosse Menge an Solar- und Windenergie zu verwalten, die diese Staaten in den letzten Jahren hinzugefügt haben. Nach Solaranlagen sind Batteriespeicher die Technologie mit dem grössten Wachstum im US-Stromnetz. Kalifornien und Texas verzeichneten Anfang Oktober die bisher höchste Batteriestromabgabe ans Netz.
« [Stromspeicher sind] immer noch eine Technologie, an die wir uns gewöhnen müssen, weil das System nicht dafür ausgelegt ist», sagt Moura und lobt die Zuverlässigkeit der Batteriespeicheranlagen. «Batterien können einen Teil der Schwankungen in den Zeiten ausgleichen, in denen der Wind nicht weht oder die Sonne nicht scheint», erklärt er. Und natürlich, dass die Deutschen ein Wort dafür haben.
Für Kalifornien haben sich die Speicher schon gelohnt
Für Kalifornien haben sich die Speicheranlagen diesen Sommer schon ausgezahlt. Wo wegen des grossen Bedarfs von Klimaanlagen oder Schäden durch Waldbrände früher bei sommerlichen Hitzewellen der Strom rationiert werden musste, lief die Versorgung dieses Jahr flexibel und störungsfrei.
Ein Allheilmittel sind Speicher nicht, das weiss auch Moura. Natürlich kann eine Dunkelflaute auch länger andauern, als die Kapazität eines Speichers abdecken kann. Und für die neuen Schlüsseltechnologien braucht es auch Infrastruktur. Eine Aufgabe, die viele Länder derzeit bewältigen müssen, ist der umfangreiche Ausbau der Übertragungsleitungen – sonst nutzt jede Nachhaltigkeit nichts.
Netzausbau dringend gesucht
Aufwendig sind vor allem die Genehmigungsverfahren, die den Ausbau ausbremsen, nicht nur in den USA. Auch Deutschland hat ein Problem mit der Nord-Süd-Verteilung von Strom und hinkt beim Netzausbau hinterher. US-Umweltorganisationen wie «Environment America» sind jedoch gegen die geplante Lockerung der Vorschriften. Diese würde vor allem den Energiekonzernen nutzen, die fossile Energien einsetzen, argumentieren sie.
Die IEA (International Energy Agency) hingegen sieht enormen Handlungsbedarf. Batteriespeicher seien ein wichtiger Baustein für «weltweit abrufbare Stromkapazität». Bis 2050 würden Speicher voraussichtlich zwei Fünftel des kurzfristigen Strombedarfs weltweit abdecken, prognostiziert die Energieagentur. International wächst der Speichermarkt sehr schnell. Bis spätestens 2040 sollen die USA Europa beim Ausbau überholt haben prognostiziert Statista, vermutlich aber schon in den nächsten Jahren.
Statista schätzt den globalen Markt an Batteriespeichersystemen (Battery Energy Storage Systems, BESS) vom vergangenen Jahr auf 44 bis 55 Milliarden Dollar. Bis 2030 soll er auf 150 Milliarden US-Dollar wachsen.
Themenbezogene Interessenbindung der Autorin/des Autors
Keine
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Meinungen in Beiträgen auf Infosperber entsprechen jeweils den persönlichen Einschätzungen der Autorin oder des Autors.
In diesem Artikel wird Energie und Leistung vermischt.
Das Kraftwerk liefert Leistung, der Speicher hat einen Energieinhalt, welcher erlaubt, über eine gewisse Zeit eine gewisse Leistung abzugeben. Was dem einen die Batterien, sind dem andern die Stauseen. Und beiden stellt sich die Frage: Wieviele Stunden zu welcher Leistung können abgedeckt werden?
Dies erchliesst sich aus dem Artikel nicht.
Dem Autor ist offensichtlich der Unterschied zwischen Leistung und Kapazität völlig unklar, ablesbar aus den falschen Vergleichen im Artikel. Dadurch wird bei vielen Lesern ein völlig falsches Bild der Mängel und Gefahren der aktuellen Energiepolitik erzeugt. Ich hoffe, das ist keine Absicht.
Hier wird mal wieder Leistung (Energiemenge pro Zeit oder Energiestromstärke gemessen in 1 W = 1 J/s) und Energiemenge (gemessen in 1 J = 1 Ws) (absichtlich?) verwechselt. Entscheidend für einen Batteriespeicher ist nicht alleine die Leistung sondern die Menge an Energie, die gespeichert wird. Beispiel: ein Kernkraftwerk (KKW) mit einer Leistung von 1 GW stellt die Energiemenge von 1 GJ pro Sekunde bereit. Das KKW läuft aber im 24-7 Betrieb, somit 24x7x3600 Sekunden in einer Woche; diese Energiemenge (600 000 GJ) müsste gespeichert werden, um eine Woche Dunkelflaute – wie wir sie im November hin und wieder erleben dürfen – zu überstehen. Da nützen die 25 GW nichts, wenn man die gespeicherte Menge an Energie nicht kennt, denn rein rechnerisch ergeben 25 GW nur eine Energiemenge von 25 GJ in einer (!) Sekunde. Das sagt also nichts über die tatsächliche Speicherkapazität für eine bestimmte Energiemenge aus!
Der Artikel ist aufgrund der erläuternden Kommentare wertvoll. Da können sehr viele Leser ihr Wissen um ein bedeutsames Stück erweitern.
«Die USA haben in den vergangenen Jahren so viele Batteriespeicher gebaut, dass sie der Leistung von 20 Kernkraftwerken entsprechen».
Nicht zu fassen,
In Deutschland hat man die Zeichen der Zeit verpennt. Da gehen die Batteriespeicherbauer pleite, weil das nich in die Ideologie der Grünen passt, dafür kaufen wir Fracking Gas aus den USA und das unsere Gas bleibt im Boden. Die USA baut aber auch neue kleine Atomkraftwerke der neuen Generation, ähnlich der Atomkraftwerke die die Ampel letztes abschalten ließ.
Russen Gas wie auch Russen Rohöl + veredelte Produkte kaufen wir über Drittländer wie Indien usw. Dem dumme Michel = Ampel kloppen sich auf die Schenke und rufen:
WAS HABEN WIR DAS WIEDER GUT GEMACHT
Gigawattstunden, Gigawatt und Kapazität: Die EIA gibt die Kapazität der Speicher als Leistungskapazität in Gigawatt an (maximale momentane Menge an elektrischer Leistung, die kontinuierlich erzeugt werden kann). Die Energiekapazität (Gesamtenergiemenge, die im Speichersystem gespeichert oder aus ihm entnommen werden kann) wird in Gigawattstunden gemessen. Das ist unschön, weil schwer vergleichbar.
Als Anhaltspunkt: Die EIA macht für 2022 folgende Angabe: «Ende 2022 belief sich die Gesamtnennleistung der in Betrieb befindlichen Batteriespeichersysteme (BESS) in den Vereinigten Staaten auf 8842 MW und die Gesamtenergiekapazität auf 11’105 MWh.»
Der Unterschied zwschen W und Wh (d.h. eigentlich Joule) ist nicht «unschön», sondern elementare Physik. Die Zahlen der EIA rücken die Perspektive zurecht zwischen Leistung und Energie: Die Speicherkapazität deckt bei Nennleistung gerade 1 1/4 h Flaute ab. Wird das Netz im Schnitt mit 10% der Nennleistung beansprucht, so reicht es für ungefähr einen halben Tag.
Das ist nicht nur «unschön», sondern überhaupt NICHT vergleichbar. Es handelt sich um zwei fundamental verschiedene Dinge. Um es an einem Alltagsbeispiel festzumachen: Wenn ich eine Wassermenge speichern möchte (um zB eine Durststrecke zu überwinden), dann interessiert mich in erster Linie die WasserMENGE (zB in Liter gemessen), die ich speichern kann. Also zB 10 Liter. Das nennt man gemeinhin Speicherkapazität. Wie schnell ich diese 10 Liter entnehmen kann (Wasserstromstärke, gemessen in Liter pro Sekunde = «Wasserleistung»), ist dann nur zweitrangig. Sie kann sehr hoch sein (zB 100 Liter pro 0,1 Sekunde), liefert aber insgesamt nur wenig WasserMENGE, nämlich nur die 10 Liter! Diese «Wasserleistung» spielt erst dann eine Rolle, wenn es eine technische Anforderung gibt, diese Wasserstromstärke zB für eine Fabrik dauerhaft (!) bereitzustellen. Der Begriff Kapazität wird hier fälschlich verwendet, da er eine Menge suggeriert, aber bezogen auf eine Rate (MENGE pro Zeit) verwendet wird.
Sehr geehrte Frau Gschweng,
danke für die Aufklärung, woher die Daten für den Bericht stammen.
Wenn die EIA in dieser Weise das Wort Kapazität (i.S.v.Fähigkeit) verwendet, dann muss man von bewußter Täuschung der Leserschaft ausgehen.
Im letzten Abschnitt Ihres Kommentars wird der gesellschaftliche Wert dieser Batteriesysteme sehr deutlich, denn die Batterieleistung von 8842MW kann bestenfalls genau 1,26 Stunden (11105MWh/8842MW) zur Verfügung gestellt werden. Und das ist schon ein recht großer Unterschied zu den AKW’s der selben Leistung.
Leider haben Sie diese wichtigste Aussage in Ihrem Artikel nicht geliefert.
Der Vergleich von Batteriespeichern mit Kernkraftwerken beruht auf einem Missverständnis. Ein (Kern – oder sonstiges) Kraftwerk produziert eine Leistung, zB in Megawatt, solange es in Betrieb ist. Bei einem Speicher macht die Angabe in MW oder GW (Leistung, d.h. Energie pro Sekunde oder Stunde) nur dann Sinn, wenn man auch weiss für wieviele Stunden die gespeicherte Energie reicht. Die richtige Kapazitätsangabe wäre eigentlich in MWh oder ähnlich. Die Nutzungsdauer eines Speichers kann ganz verschieden sein, je nachdem welche Funktion das Ding im Netz hat, d.h. für wie lange es einen Energieausfall soll kompensieren können.
Leider ist schon der Titel des Artikels nicht korrekt, es sollte heissen: Batteriespeicher statt Wasserspeicher. Batterien werden als Puffer und nicht als Energieerzeuger eingesetzt, somit werden keine Nuklearreaktoren ersetzt, sondern in Ländern wie der Schweiz vornehmlich Stau- und Speicherseen, welche wesentlich ökologischer als Batterien sind. In Ländern wie der Schweiz, wo wir bessere Alternativen haben, ist dieser Ansatz nur in seltenen Fällen sinvoll und am besten wäre es natürlich, wenn man die Zuverlässigkeit der Stromversorgung schon gar nicht gefährden würde und somit die bestehende Infrastruktur nicht teuer ausgebaut werden müsste.
Las Vegas verbrauchte 2019 etwa 32 Terawattstunden Strom. Das ist eine unvorstellbare Menge. Da können die Amis noch lange Batterien anschliessen, es wird nicht reichen.
«Größtenteils unbegründet» ist ja eine ganz tolle Verharmlosung. Tatsächlich ist die Dunkelflaute ein zentrales Problem, das die Energiewende mit 100% EE niemals Wirklichkeit werden lässt. Eine Dunkelflaute kann man noch wegstecken, aber bis zur nächsten muss genug Energie in die Speicher gesteckt werden, damit auch diese überstanden wird. In der Realität passiert das nicht, weil Unterdeckung gerne wochenlang präsent ist.
Insofern ist die Angabe über 20GW wertlos, weil sie vielleicht für sechs Stunden die Kernkraftwerke ersetzen können. Es ist also mitnichten ein Ersatz oder ein «statt».
Die Kapazität einer Batterie wird in Ampere-Stunden angegeben – kann jeder auf der Startbatterie seines Autos sehen. Insofern ist schon die BEZEICHNUNG an der Grafik schlicht falsch.
Dennoch KÖNNTE die Angabe über eine Steigerung der BATTERIE-KAPAZITÄT (aber angegeben in Ampere-Stunden!) ein Faktum sein – unabhängig vom absoluten Wert. NUR : was man damit an ARBEITSLEISTUNG (anzugeben in WATT-STUNDEN) erbringen kann ist ziemlich offen. DENN :
ARBEIT [WATTxSTUNDEN] = ARBEIT[AMPERE x VOLT x STUNDEN] . Die Sache hängt also davon ab, was man für STRÖME[A] bei welcher Spannung [V] UND wie lange [Std] zieht. UND : bekanntlich hat eine Batterie – ich gehe von einer Blei-Säure-Batterie aus – eine Entlade-Charakteristik , die wiederum stark vom Entladestrom beeinflußt wird. Der Artikel ist nicht aussagekräftig – abgesehen davon daß zunehmend Batterie- Parks errichtet wurden.
Der Artikel und die anschliessende Diskussionen zeigt m.E. vor allem Eines: Auch wenn man berücksichtigt, dass die Speichertechnologien verbesserungsfähig sind, und dass ihre Anwendung im grossen Stil erst am Anfang steht- eine Energiewende ist nur von der Angebotsseite her nicht zu schaffen