2. Umwandlung in Chemie

In Batterien und Akkus wird elektrische Energie chemisch gespeichert. Das ist bekannt und erprobt, doch ziemlich teuer. Trotzdem kann sich das lohnen, und wurde gerade bei Insel-Stromnetzen angewandt. Die größte Insel war dabei gar keine im engeren Sinn: Bis zur deutschen Wiedervereinigung standen in West-Berlin große Akkus, die im Falle eines Falles die Notversorgung der Bevölkerung übernommen hätten. Heute ist Berlin wie ganz Ostdeutschland ins Stromnetz integriert. Batterien und Akkus haben im Vergleich zu ihren Abmessungen vergleichsweise geringe Kapazitäten, zudem sind sie vergleichsweise teuer.

Einen Schub erlebt diese Technik trotzdem, dafür verantwortlich sind die Elektroautos. Man darf erwarten, dass die Batterietechnik dabei Fortschritte machen wird, erwartet die Bundesregierung bis 2020 doch eine Million Elektroautos auf deutschen Straßen. Für die Speicherung sind sie jedoch gerade dann interessant, wenn sie nicht fahren. Mit dem Stromnetz verbunden, stünden dann eine Million dezentrale Speicher zur Verfügung. Ist viel Strom im Netz, werden die Autos geladen, fehlt Energie, wird sie deren Akkus entnommen.

3. Umwandlung in mechanische oder Lageenergie

Die bekannteste Form der Umwandlung von Strom in eine andere Energieform ist das über 100 Jahre alte Pumpspeicherwerk. Sie sind eine einfache, zuverlässige und erprobte Konstruktion: Auf einen Berg oder Hügel befindet sich ein großer Wasserspeicher. Ist viel Strom vorhanden, wird mit Pumpen Wasser den Berg hinaufgepumpt. Fehlt Strom, läuft das Wasser über Generatoren wieder ab und erzeugt dabei Energie. In Deutschland gibt es rund sechs Megawatt Speicherkapazität in Pumpspeicherwerken, das entspricht der Leistung von sechs konventionellen Kraftwerken. Trotzdem diese 25 existierenden Kraftwerke vergleichsweise günstig sind, werden neue kaum gebaut: Die guten Lagen sind fast alle weg.

Weltweit gibt es zwei Druckluft-Speicherkraftwerke, eines davon im niedersächsischen Huntorf (schon seit 1978). Auch dieses ist eine recht einfache Technik: In ehemalige Lagerstätten von Erdgas oder in Salzbergwerke wird Luft gepumpt. Braucht man Energie, fließt sie über Generatoren wieder ab. Das ist die gleiche Technik wie bei den Pumpspeicherkraftwerken, nur eben mit Luft statt Wasser. Doch hier liegt das Problem, welches den Wirkungsgrad der Druckluft-Kraftwerke drastisch verringert: Luft ist wesentlich temperaturempfindlicher als Wasser. Wasser kann sehr viel Energie aufnehmen, ohne seine Temperatur nennenswert zu verändern. Das funktioniert bei Luft nicht: Wird sie komprimiert, also unter Druck gesetzt, erhitzt sie sich. Beim Entspannen kühlt sie dagegen soweit ab, dass das darin enthaltene Wasser gefriert. Daher muss zusätzlich zum Kühlen oder Wärmen der Luft Energie eingesetzt werden.

Eine weitere Form der Energiespeicherung sind Schwungmasse-Kraftwerke. Wie bei dem Kinderspielzeug "Brummkreisel" oder einen Modellauto mit Friktionsmotor wird eine Scheibe in Umdrehungen versetzt. Diese rotiert und gibt ihre kinetische Energie über einen Generator wieder ab, wenn dies gewünscht wird. Doch leider ist der Wirkungsgrad wegen der großen Selbstentladung vergleichsweise gering.

Diese drei Kraftwerkstypen haben eins gemeinsam: Sie sind Speicherkraftwerke, aber eigentlich nicht dafür gebaut. Ihr Einsatzgebiet ist eher die Überbrückung von Stromausfällen, von denen 97% kürzer als drei Sekunden sind. Die Schwungmasse-Kraftwerke beispielsweise kommen eher dort zum Einsatz, wo der Strom auch nicht für drei Sekunden ausbleiben darf; beispielsweise in Krankenhäusern. Zudem eint diese Kraftwerkstypen eine weitere prinzipielle Fähigkeit, die für die Sicherheit der Stromversorgung in Deutschland extrem wichtig ist: Sie sind "Schwarzstart-fähig". Normale Kraftwerke benötigen Strom aus dem Netz, um hochfahren zu können und dann Strom zu produzieren. Schwarzstart-fähige Kraftwerke hingegen starten ohne externe Energie und damit auch bei einem totalen Stromausfall.