«Seit ein paar Jahren gibt es so nützliche Dinge wie autonome Rasenmäher.»

Dienstag, 14. November 2017Lesezeit: 4 Minuten

Ein Gespräch mit Professor Dr. Georg Erdmann, Leiter des Fachgebietes Energiesysteme an der Technischen Universität in Berlin.

Professor Dr. Georg Erdmann

Leiter des Fachgebietes Energiesysteme, Technische Universität BerlinProfessor Erdmann leitet am Institut für Energietechnik der TU Berlin das Fachgebiet Energiesysteme.


Professor Erdmann leitet am Institut für Energietechnik der TU Berlin das Fachgebiet Energiesysteme. Er ist Spezialist für Energiemärkte und Fragestellungen in Bezug auf den CO2-Zertifikate-Handel. Von 1981 bis 1993 forschte und lehrte er an der ETH Zürich und danach als Delegierter der ETH am Paul Scherrer Institut in Villigen. 1991 an der ETH in Ökonomie habilitiert, wurde Georg Erdmann 1995 als ordentlicher Professor an die TU Berlin berufen. Im Jahr 2000 gründete er mit Kollegen die Denkfabrik »Prognoseforum GmbH«. Unter anderem ist er Vorstandsvorsitzender der »Gesellschaft für Energiewissenschaft und Energiepolitik e. V.« (GEE) und bekleidete 2009 das Amt des Präsidenten der angesehenen »International Association for Energy Economics« (IAEE). Im Oktober 2011 wurde Professor Erdmann von der deutschen Bundesregierung als Mitglied der Expertenkommission zum Monitoring der Energiewende und im Jahr 2014 von der japanischen Regierung in das Steering-Komitee des Projekts »Innovation for Cool Earth Forum« (ICEF) berufen.

Welche Energiespeicherformen stehen uns allgemein zur Verfügung?

Benzin-, Diesel- oder Heizöltanks sind die günstigste Möglichkeit, Energie zu speichern. Bei keiner anderen Form der Energiespeicherung ist die Speicherdichte höher, die Ein- und Ausspeicherung effektiver und sind die Speicherkosten geringer. Damit eignen sich solche Tanks auch für die saisonale Energiespeicherung. Man kann sie im Prinzip auch für das Speichern von regenerativ erzeugten Kohlewasserstoffen verwenden, doch sind die entsprechenden Verfahren noch sehr teuer.

Gibt es Alternativen?

Einfacher und kostengünstiger ist die synthetische Herstellung von gas­förmigen Kohlewasserstoffen und deren Speicherung in Druckbehältern oder sehr großen unterirdischen Kavernen- und Porenspeichern. Die günstigste Speicherung von Elektrizität erfolgt indirekt in Pumpspeicherkraftwerken. Zur Einspeicherung wird Elektrizität in mechanische Energie umgewandelt, die Ausspeicherung erfolgt mit Tur­binen in Verbindung mit elektrischen Generatoren. Die Schweiz gehörte historisch zu den Pionieren dieser Technologien. Zur direkten Speicherung von Elektrizität gibt es Akku­mulatoren (Batterien). Sie verfügen aber über eine relativ geringe Speicherdichte, sind im Vergleich zu anderen Speicherformen teuer und werden bei großtechnischen Anwendungen derzeit vor allem für die Kurzzeitspeicherung eingesetzt.

Wie verhält es sich mit heutigen Kapazitäten und technischen Möglichkeiten?

In Europa gibt es ausreichende Speicherkapazitäten für flüssige und gasförmige Kohlewasserstoffe. Auch Pumpspeicherkraftwerke sind in großer Zahl vorhanden und könnten noch ausgebaut werden. Doch mit der Elektrizitätserzeugung aus erneuerbaren Energien, insbesondere der Fotovoltaik, haben Pumpspeicherkraftwerke ihre wirtschaft­liche Attraktivität eingebüßt – der Strompreisunterschied zwischen Tag und Nacht ist nicht mehr ausreichend. Obwohl die Integration der fluktuierenden Elektrizitätserzeugung aus Wind und Fotovoltaik einen weiteren Ausbau von Speicherkapazitäten erfordern würde, findet derzeit in Europa ein Rückbau statt.

Die dezentrale Elektrizitätsversorgung soll disruptives Potenzial besitzen. Ein Zukunftsmarkt, der uns weiter beschäftigen wird?

In Verbindung mit fotovoltaischen Dachanlagen lässt sich beispielsweise ein Gebäude unter bestimmten Bedingungen mit einem hohen regenerativen Deckungsgrad versorgen. Nachdem die Anschaffungspreise für Fotovoltaikmodule und Batterien in den letzten Jahren kräftig gesunken sind, sind entsprechende Systeme in vielen Fällen nicht mehr weit von der Wettbewerbsfähigkeit gegenüber anderen Optionen der Elektrizitätsversorgung entfernt. Wenn die staatliche Regulierung auf Initiativen zum Erhalt der alten Elektrizitätsversorgungsstrukturen verzichtet, ist ein rasches Vordringen der dezentralen Elektrizitätsversorgung in den nächsten Jahren nicht auszuschließen.

Auch Regulierungsbehörden haben angeblich den Wert der Energiespeicherung erkannt und erstellen Richtlinien, die die Akzeptanz von entsprechenden Geschäftsmodellen weiter steigern. Können so neue Geschäftsbereiche entstehen?

Damit in einem Elektrizitätssystem netzgekoppelte Speicherkonzepte wirtschaftlich betrieben werden können, muss die in die Speicher ein­gespeiste Elektrizität weitestgehend von Netzentgelten, Umlagen und Stromsteuern befreit werden. Ich sehe momentan nicht, dass die Regulierungsbehörden solche Reformen besonders forsch angehen. Außerdem würden sie mit einem solchen Vorgehen doch die tradi­tionelle Elektrizitätsversorgung gefährden; Sie ist in vielen Ländern Europas noch immer zu großen Teilen in öffentlicher Hand. Unter solchen Umständen ist der nachhaltige Erfolg von Geschäftsmodellen unter Einschluss innovativer Elektrizitätsspeicher schwierig. Vielfach beschränkt sich der wirtschaftliche Erfolg auf partikuläre Anwendungsbereiche, bei denen Regulierungslücken ausgenutzt werden können.

Insbesondere der Elektromobilitätstrend lässt den Bedarf an Batterien steigen. Was ist von Batterien entwicklungstechnisch zu erwarten?

Aktuell ist der Markterfolg von Elektrofahrzeugen von kräftigen Subventionen zugunsten der Fahrzeugkäufer – oder Quotenregelungen wie beispielsweise in China – abhängig. Mit den raschen Fortschritten bei der Batterietechnik könnte sich dies jedoch bald ändern. Dann wird es nämlich nicht mehr darum gehen, ob Elektrofahrzeuge für die Käufer genügend attraktiv sind, sondern wie die Ladeinfrastruktur für den Umbau der Straßenverkehrsmobilität ausgebaut werden soll. Dabei geht es nicht nur um die reine Zahl öffentlich zugänglicher Ladestationen, sondern auch um den Ausbau des elektrischen Verteilnetzes. Ohne einen solchen Ausbau wird insbesondere die schnelle Aufladung einer größeren Flotte von Elektrofahrzeugen nicht möglich sein – die Elektromobilität wäre damit auf ein Nischendasein beschränkt.

«Losgelöst von weiteren Innovationen bieten der Umbau der netzgekoppelten Elektrizitätsversorgung sowie die Elektromobilität das quantitativ grösste Potenzial für die Batterietechnik.»

Welche weiteren Anwendungsfelder könnten durch eine potenzielle Weiterentwicklung von Batterien entstehen?

Vor Jahrzehnten hatte die Batterietechnik den Sprung von den Taschen­rechnern zu Mobiltelefonen und Akku-Schraubenziehern geschafft. Seit ein paar Jahren gibt es so nütz­liche Dinge wie autonome Rasen­mäher und Staubsauger oder Elektrofahrräder. Auf diesem Weg wird es weitergehen. Der Fantasie sind dabei keine Grenzen gesetzt. Doch losgelöst von weiteren Innovationen bieten der Umbau der netzgekoppelten Elektrizitätsversorgung sowie die Elektromobilität das quantitativ größte Potenzial für die Batterietechnik.

Welche neuen Technologien könnten den Batteriemarkt aufbrechen? Und wie lange würde es dauern, bis diese marktfähig werden?

Zu den funktionalen Speicheralternativen gehören beispielsweise die Wasserstoffelektrolyse, die Brennstoffzellentechnologie oder auch die elektrischen Wärmepumpen in Verbindung mit Wärmespeichern. Derzeit profitiert die Batterietechnik vom politischen Rückenwind – und sie hat aktuell die Nase vorn. Gerade im Energiebereich wimmelt es aber auch von Beispielen, die gezeigt haben, wie der Staat schon auf die falschen Technologien gesetzt hat. Man denke nur an die Dieseltechnik, biogene Kraftstoffe wie Bioethanol oder Biodiesel oder die leidvolle Geschichte der Kernenergie.

Welche Bedeutung hat die aktuelle Entwicklung von Batterien unter Umweltgesichtspunkten?

Aus ökologischer Sicht geht es einmal um die Aufgabe des stofflichen Batterie-Recyclings. Politisch brisanter ist die Rolle von Batterien im Klimaschutz. Nur wenn die zur Beladung der Batterien eingesetzte Elektrizität wirklich aus regenerativen Quellen – und nicht aus Kohlekraftwerken – stammt, können Batterien zur Reduktion von Treibhausgasen beitragen. Aus ökologischer Sicht ist dies die Achillesferse der Batterietechnik.

07.12.2019 08:18:50

 
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