Energiewende! Aber wie? Energiespeicher als intelligente Schlüssel für den deutschen Energiemarkt nach dem EnWG, EEG und StromStG

A. Einleitung

Der politisch forcierte massive Ausbau der Erneuerbaren Energien wird gem. § 1 Abs. 2 EEG weiter verstärkt. Das Ziel dieses Gesetzes ist es, den Anteil Erneuerbarer Energien in der Stromversorgung auf mindestens 35 Prozent bis spätestens 2020, 50 Prozent bis spätestens 2030, 65 Prozent bis spätestens 2040 und letztlich 80 Prozent bis zum Jahre 2050 zu erhöhen und diese Strommenge in das Elektrizitätsversorgungssystem zu integrieren. Gerade diese Systemintegration der fluktuierenden Strommengen aus Sonne (solare Strahlungsenergie) und Wind (Windenergie) stellen das Elektrizitäts-versorgungssystem vor große Herausforderungen. Zur Systemstabilität muss das Elektrizitätsnetz eine ständig gleichbleibende Frequenz von etwa 50 Hertz aufweisen.^[1] Diese Frequenz kann nur gehalten werden, wenn die Summe der Stromeinspeisung der Summe der Stromentnahme aus dem Netz entspricht. Strom wird folglich im selben Moment verbraucht, in dem er erzeugt wird (zeitgleiche Entnahme).

Um eine Über- oder Unterkapazität zu vermeiden, speisen die Energiekraftwerke nach bestimmten Vorhersagen des elektrischen Energieverbrauchs, sog. Lastprognosen, Strom ins Stromnetz ein. Allerdings ist der Stromverbrauch von tages- und jahreszeitlichen Schwankungen abhängig. Nachts wird weniger Strom verbraucht als tagsüber, unter der Woche mehr als am Wochenende und im Winter mehr als im Sommer.^[2] Angepasst an die Lastprognosen werden die Kraftwerke gesteuert und bei Bedarf hoch- oder runtergefahren (Fahrplanenergie).

Dieses seit Jahrzehnten bestehende und funktionierende System der Stromversorgung wird durch den weiter fortschreitenden Ausbau der Erneuerbaren Energien vor immense Probleme gestellt.^[3] Sonne und Wind orientieren sich nicht an der Stromnachfrage, sondern an den Witterungsverhältnissen, welche in erster Linie von der Natur abhängig sind. Solare Strahlungsenergie wird nur dann produziert und eingespeist, wenn die Sonne scheint. Windenergie nur dann, wenn der Wind weht. 115 GW und damit das bis zu dreifache des Strombedarfs in Zeiten geringer Nachfrage werden diese beiden Energien voraussichtlich bereits 2020 zur Verfügung stellen.^[4] Der Netzausbau kann in diesem Fall nur das räumliche Problem der fehlenden Netzkapazitäten lösen, nicht jedoch das zeitliche Problem der fehlenden Stromnachfrage. Entgegen diesem zeitlichen Problem erfordert der Ausbau der Erneuerbaren Energien mittelfristig eine entsprechende Menge an Stromspeichern, die Stromüberschüsse aufnehmen und zeitlich verzögert wieder abgeben können. Daneben können kurzfristige Netzschwankungen ausgeglichen werden, um eine ständige Versorgungssicherheit zu gewährleisten.^[5] Durch einen großflächigen Aufbau von Speicherinfrastrukturen kann zum einen verhindert werden, dass Anlagen zur Erzeugung von Strom aus Erneuerbaren Energien abgeregelt werden müssen und den Betreibern Umsatzverluste entstehen, welche auf die Letztverbraucher umgelegt werden, obwohl keine Energie erzeugt wird. Zum anderen können durch Stromspeicher Zeiten mit geringer Einspeisung oder nicht prognostizierbare Erzeugungsausfälle kurzfristig überbrückt werden.

Durch das von der Bundesregierung im September 2010 vorgelegte Energiekonzept und das ergänzende Eckpunktepapier zur Energiewende vom Juni 2011 wird politisch die Erkenntnis anerkannt, dass künftig Stromspeicher eine wichtige Rolle für die Sicherstellung der von Stromimporten möglichst unabhängigen Stromversorgung übernehmen sollen.^[6]

Mit dem steigenden Anteil der Erneuerbaren Energien an der Stromerzeugung wächst der Bedarf an einer Stromspeicherung. Im Gegensatz zu Gaskraftwerken, welche diese Aufgabe ebenfalls erbringen könnten, stellen Stromspeicher eine CO2-neutrale Ergänzung dar.^[7]

Die vorliegende Bachelor-Thesis versucht das teilweise erheblich novellierte „Recht der Energiespeicherung“ näher zu analysieren und die Bedeutung der Stromspeicherung für die Energieversorgung zu verdeutlichen.

Dabei konzentriert sich die Analyse besonders auf die Fördermöglichkeiten der Energiespeicher und weitere Anreize zur Errichtung und zum Betrieb von Speichern. Schwerpunkt der Betrachtung wird das EEG 2012, EnWG und StromStG. Daneben werden die aktuell entwickelten Speichertechniken vorgestellt.

B. Notwendigkeit von Speichern in der Energieversorgung

Nach den Ereignissen rund um die Reaktorkatastrophe in Fukushima spiegelt sich ein breiter Konsens in der deutschen Gesellschaft wieder. Deutschland wird in Zukunft auf eine Energieversorgung mit Erneuerbaren Energien setzen. Der Deutsche Bundestag hat infolgedessen beschlossen, alle Kernkraftwerke bis zum Jahr 2022 abzuschalten und somit endgültig aus der Atomenergie auszusteigen.^[8]

Ziel des EEG für den Strombereich ist es, den Anteil der Erneuerbaren Energien an der Gesamtstromerzeugung bis 2020 auf 35 Prozent und bis zum Jahr 2050 auf 80 Prozent zu steigern. Der solaren Strahlungsenergie und der Windenergie, insbesondere der Offshore-Windenergie, wird künftig die größte Bedeutung beizumessen sein. Ein Problem der Energieerzeugung durch Solar- und Windkraft, ist die bereits oben erwähnte Fluktuation der regenerativen Energiequellen. Um dieser entgegenzuwirken und die Versorgungssicherheit zu gewährleisten, nehmen Stromspeicher eine immer bedeutender werdende Rolle im Energieversorgungssystem ein.^[9]

Besonders der unvorhersehbar energische Zubau der Photovoltaikanlagen und der damit ansteigende Anteil der Erneuerbaren Energien im Stromsystem, macht die Notwendigkeit zur Speicherung der Überkapazitäten deutlich.

I. Aktueller und künftiger Speicherbedarf

Um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten haben Energiespeicher die Aufgabe, Erzeugung und Letztverbrauch zeitlich voneinander zu entkoppeln. Hierzu nehmen sie zu viel erzeugte und eingespeiste Leistung mit geringen variablen Kosten, früher Atom und Kohle, heute zunehmend regenerativ, aus dem Stromnetz ab und speisen sie zeitlich verzögert, wenn mehr Leistung benötigt als erzeugt wird, wieder ein.^[10]

Die derzeit verfügbare Speicherleistung der Pumpspeicherkraftwerke, welche ca. 95 Prozent der zur Verfügung stehenden Speicherleistung in Deutschland ausmachen, reicht, mit einer Turbinenleistung von 6,3 GW und einer Speicherkapazität von 40 GW/h, bei weitem nicht aus.^[11] Allein für den saisonalen Ausgleich, Überschüsse aus dem Sommer in den energieintensiven Winter zu verlagern, wird ein Speicherbedarf von einigen 10 GW Leistung und mehreren 100 GW/h oder sogar TW/h Kapazität vorausgesagt.

Der künftige Bedarf an Speicherleistung und -Kapazität hängt dabei von zahllosen weiteren ungewissen Einflussfaktoren ab. Wie dem künftigen Strombedarf, dem weiteren Ausbau der Stromnetze, der fluktuierenden Stromeinspeisung sowie möglicher Erzeugungsreserven (Kaltreserven).^[12]

Daneben ist zu prüfen welche Speicherzeiträume erforderlich sind. Speicherzeiträume:

1. von wenigen Minuten (Einspeisefluktuationen);
2. bis zu einem Tag (Tagesmuster Sonnenenergie);
3. bis zu mehreren Tagen (Zufallsschwankungen Sonnenenergie);
4. ein bis zwei Wochen (anhaltende Stark- oder Schwachwindperioden) und
5. saisonale Zeiträume.^[13]

Speziell für die Größenordnung der saisonalen Zeiträume bieten sich besonders die Pump- und Druckluftspeicherkraftwerke sowie eine Wasserstoff-/Methan­speicherung an, da sie große Mengen an Energie speichern können.^[14]

II. Optionen zur Verminderung von Energieschwankungen

1. Speicher als Option

Energiespeicher übernehmen den Ausgleich zwischen den Erneuerbaren Energien im Stromnetz und dem Verbrauch, um Energieschwankungen zu vermeiden. Zu diesem Zweck stellen sie minütlich Regelleistung bereit und entlasten dadurch die Stromnetze.^[15] Wird mehr Elektrizität aus Erneuerbaren Energiequellen erzeugt als verbraucht, kann der Strom für eine spätere Nutzung gespeichert werden und die Anlagen müssen nicht abgeregelt werden.

Der starke Ausbau der Erneuerbaren Energien schafft auch Herausforderungen. Er erfordert mittel- und langfristig den Einsatz großer zusätzlicher Stromspeicher.^[16]

Vor diesem Hintergrund formuliert die Bundesregierung in ihrem Energiekonzept von 2010 vier zentrale Handlungsfelder:

1. Die mittelfristige Erschließung der verfügbaren Potentiale für Pumpspeicher-kraftwerke in Deutschland im Rahmen der technischen und wirtschaftlichen Möglichkeiten.
2. Die Nutzung von Pumpspeichern im Ausland (insbesondere in Norwegen und den Alpen) für Deutschland.
3. Die Prüfung von Investitionsanreizen, damit Strom aus Biomasse gezielt zum Ausgleich der Fluktuationen von Wind und Sonne erzeugt und eingespeist wird.
4. Die Forschung und Entwicklung neuer Speichertechnologien bis zur Marktreife (z.B. Druckluftspeicher, Batterien für Elektrofahrzeuge, Wasserstoffspeicher und aus Wasserstoff hergestelltes Methan).^[17]

An dieser Stelle ist festzuhalten, dass Energiespeicher in der deutschen Politik immer präsenter werden. Dies spiegelt sich besonders in dem Energiekonzept der Bundesregierung von 2010. Der Stand des Ausbaus der Speicherkapazität in Deutschland reicht jedoch zu einer Verminderung von Energieschwankungen derzeit noch nicht aus.

2. Sonstige Optionen

Durch einen großen Stromverbund und durch gut regelbare Kraftwerke, wird versucht den Speicherbedarf möglichst gering zu halten.

Es ist das Ziel der Netzbetreiber möglichst viel Energie direkt ohne Zwischenspeicherung zu nutzen, um Energieverluste und zusätzliche Kosten zu vermeiden.^[18]

a. Erzeugungsebene

Auf der Erzeugungsebene ist besonders eine geeignete Mischung an Energieträgern wichtig. Durch eine möglichst bedarfsgerechte Einspeisung dieser Mischung kann der Ausgleichsbedarf von Netzschwankungen stark gesenkt werden. Ein zu einseitiger Ausbau der Erneuerbaren Energien sollte daher nicht erfolgen.^[19] Daneben könnte eine finanzielle Förderung für eine bedarfsgerechte Einspeisung festgelegt werden.

Ebenso verringern der Einsatz flexibler, schneller und verlustarm regelbarer Kraftwerkstechnologien, sowie eine Verbesserung der Einspeiseprognosen bei Erneuerbaren Energien, die Anforderungen an Speicherkapazitäten.

b. Verteilungsebene

Anstelle von Speichern sollten bei Versorgungsengpässen eine optimierte Ausnutzung der Netzinfrastruktur, sowie ein meist auch kostengünstigerer Netzausbau stattfinden. Der Einsatz von Hochtemperatur-Leiterseilen, welche nahezu die doppelte Strommenge transportieren können, kann den Bedarf an Speichern verringern.^[20]

Desweiteren könnten in einem kurzfristigen Zeitbereich auch die Ausgleichseffekte europaweit gehandelt und übertragen werden.

Aufgrund der Konzepte, für die Etablierung von Erneuerbaren Energien in allen europäischen Ländern, muss jedoch erwartet werden, dass Überschuss- und Mangelsituationen großflächig auftreten könnten.^[21]

c. Verbrauchsebene

Über das Lastmanagement kann sich auch die Verbrauchsebene stärker an der Erzeugung des Stromes orientieren und damit an einer Minimierung des Ausgleichsbedarfs von Netzschwankungen beitragen.

Unter Lastmanagement versteht sich, ein flexibles Reagieren der Verbraucher auf Veränderungen der Produzenten. Damit könnten die Verbraucher energieintensive Vorgänge in Zeiten großer Strommengen im Netz durchführen. Allerdings bietet sich das Lastmanagement nur Stromverbrauchern an, deren Strombedarf zeitlich flexibel ist. Um dies zu realisieren sind intelligente Stromnetze („smart grids“) erforderlich, die Informationen und aktuelle Tarifsignale übertragen.^[22]

Durch die Änderung der §§ 21c ff. und 40 Abs. 5 EnWG wurde der erste Schritt für den Einbau intelligenter Stromzähler und das Anbieten variabler Tarife gesetzt.

Das Ausgleichspotential für das Lastmanagement wird jedoch als verhältnismäßig gering und nur schwer erschließbar eingeschätzt, da insbesondere die Anbindung der privaten Haushalte sehr aufwendig und wegen des geringen Potentials vermutlich nicht wirtschaftlich wäre. Ferner wird der Stromverbrauch der energieintensiven Anwendungen in den privaten Haushalten durch Effizienzsteigerungen weiter sinken.^[23]

Abschließend ist zusammenzufassen, dass im Bereich der Erzeugungs-, Verteilungs- und Verbrauchsebene erhebliche Potentiale vorhanden sind, um die Anforderungen an den Speicherbedarf und -Kapazität zu verringern.

Jedoch ist es, selbst bei einem vollen Ausschöpfen dieser Potentiale, nicht möglich gänzlich auf Stromspeicher zu verzichten. Die genannten Optionen zur Verminderung von Energieschwankungen helfen zwar diese zu minimieren, im Fall der Fälle wirken sie jedoch meist nur bei kurz- bis mittelfristigen Lastschwankungen. Aus diesem Grund ist dem Energiekonzept der Bundesregierung zu folgen und neue Stromspeicher sind in das Stromsystem zu integrieren.

C. Speichermethoden

Ein Energiespeicher ist ein System, dessen Energiegehalt durch mechanische, chemische, thermische oder elektrische Energie steigt (Ladung). Diesen Energiegehalt möglichst verlustfrei über einen bestimmten Zeitraum speichert und bei Bedarf als elektrische Energie rückverstromt (Entladung).^[24]

Diverse Speichermethoden mit unterschiedlichen Wirkungsgraden und technischen Gegebenheiten sind bereits entwickelt.

I. Überblick über die Speichermethoden

Als geeignete Technologien zur Speicherung großer Strommengen wird derzeit insbesondere über Pump- und Druckluftspeicherkraftwerke, sowie Wasserstoff-/Methan-Speicher diskutiert. Auch Batteriespeicher kommen in Betracht.^[25]

II. Funktionsweise der Technologien

1. Pumpspeicherkraftwerke

In Zeiten geringer Stromnachfrage wird Wasser, mit Hilfe von Pumpen, aus einem tiefer gelegenen Unterbecken in ein höher gelegenes Oberbecken gepumpt. Für diesen Pumpvorgang wird der überschüssige Strom aus dem Netz entnommen.

Zu Spitzenlastzeiten wird das Wasser aus dem Oberbecken abgelassen und strömt durch eine Druckleitung auf Turbinen, die mit Hilfe eines Generators Strom erzeugen.^[26] Moderne Pumpspeicherkraftwerke erreichen einen Wirkungsgrad von bis zu 80 Prozent, in Deutschland beträgt ihr Wirkungsgrad durchschnittlich derzeit ca. 75 Prozent.^[27] Der größte Vorteil der Pumpspeicher-kraftwerke ist ihre sehr hohe Flexibilität. Bei modernen Anlagen ist es möglich innerhalb von ca. 90 Sekunden die Kraftwerksauslastung von 0 auf 100 Prozent hochzufahren. Innerhalb von 3 Minuten kann diese Leistung komplett runtergefahren und auf vollen Pumpbetrieb umgestellt werden.^[28]

Fast 95 Prozent der verfügbar netzgekoppelten Speicherleistungen fallen in Deutschland auf die Pumpspeicherkraftwerke. Die Ausbaumöglichkeiten dieser technisch ausgereiften Großtechnologie sind in Deutschland jedoch aufgrund mangelnder geeigneter Standorte mit ausreichend Höhendifferenz sehr begrenzt.^[29]

Die Nutzung des Gefälles in stillgelegten Bergwerken, in neu geschaffenen Aushöhlungen oder an eine unterirdische Anlage, bei der das Oberbecken an der Erdoberfläche und das Unterbecken als unterirdischer See angelegt wird, gelten als interessante Varianten für die Zukunft.^[30] Vorteile dieser Speichermethode wäre u.a. der vermiedene Flächenverbrauch. Bestehende Stollen müssen in naher Zukunft sowieso verstärkt werden um Zusammenbrüche und Absackungen zu verhindern. Zudem sind die erforderlichen Techniken bereits etabliert, da sich die Maschinenhalle als auch die Rohrleitungen schon jetzt meist unter Tage befinden. Andererseits müssen sehr große Hohlräume für die Speicher geschaffen werden, um die gewünschte Durchflussmenge zu erreichen.^[31]

Daneben erwägt die Bundesregierung in ihrem Energiekonzept die Nutzung von Pumpspeichern im Ausland (insbesondere Norwegen und den Alpen) für Deutschland.^[32]

2. Druckluftspeicherkraftwerke

Ähnlich wie Pumpspeicherkraftwerke funktionieren auch die Druckluftspeicher. Hierbei wird mit überschüssigem Strom Luft in unterirdische Kavernen oder Gasometergebäude gepresst und bei Bedarf werden durch die ausgeleitete Druckluft Turbinen zur Stromerzeugung angetrieben.^[33]

Allerdings muss die Luft bei Ausleitung in die Turbinen, vor ihrer Entspannung, erhitzt werden. Dies geschieht mit der Zufeuerung von Erdgas, was zu einem Wirkungsgrad von lediglich 40 bis 50 Prozent führt.^[34]

Neue entwickelte Druckluftspeicher sind bereits in Planung. Bei diesen wird die bei der Kompression entstehende Wärme in speziellen Wärmespeichern zwischengespeichert und im Turbinenbetrieb wieder zugeführt (adiabate Druckluftspeichertechnik). Hierdurch sollen Wirkungsgrade von 70 Prozent erreicht werden.^[35]

Bisher wurden lediglich Salzkavernen verwendet, daneben wird über den Einsatz von Felskavernen, Porenspeichern oder Bergwerken diskutiert. Erprobte Salzstöcke mit großem Potential befinden sich in Deutschland in Niedersachen, Schleswig-Holstein, Mecklenburg-Vorpommern und zudem in anderen Regionen Europas. Allerdings bestehen zwischen dem Einsatz der Druckluftspeicherkraftwerke und den wirkungsgradhöheren Pumpspeicherkraftwerken an geeigneten Bergwerkstandorten große Nutzungskonkurrenzen.^[36]

3. Wasserstoff-/Methan-Speicherung

Mittels eines elektrolytischen Verfahrens kann durch Strom auch Wasserstoff (H2) und über eine Methanisierung hieraus Methan gewonnen werden, sog. „power-to-gas“-Verfahren.^[37]

Diese Form der Speicherung von Energie kann auf zwei verschiedene Arten genutzt werden:

1. Der aus der Elektrolyse gewonnene Wasserstoff könnte in noch zu entwickelnden Wasserstoff-Gasturbinen rückverstromt oder in Brennstoffzellen eingesetzt werden. Hierbei wird mit einem Wirkungsgrad von ca. 42 Prozent gerechnet. Zudem könnte der Wasserstoff bis zu einem gewissen Umfang auch in das Erdgasnetz eingespeist und über selbiges verteilt werden.^[38]

Mit einer Länge von 500.000 km besitzt das Erdgasnetz eine Speicherkapazität von über 200 TW/h Erdgas und einer transportierten Energiemenge von 1.000 TW/h pro Jahr. In diesem könnte zu jedem Zeitpunkt 3 TW/h und über das Jahr verteilt 15 TW/h Wasserstoff gespeichert werden. Die Transportleistung des Erdgasnetzes ist mit ca. 18 GW gegenüber einer Höchstspannungsleitung mit 3,6 GW bedeutend höher. Zudem liegen die Übertragungsverluste der Gasleitungen mit ca. 1 Prozent deutlich unter den der Stromleitung mit ca. 4 Prozent.^[39]

2. Für Erdgas sind bereits ausgereifte und installierte Speicher vorhanden. Es besteht fast vollständig aus Methan. Durch Methanisierung könnte aus dem Wasserstoff jenes Methan gewonnen werden, welches über das Erdgasnetz gespeichert, verteilt und bei Bedarf auch in Gaskraftwerken rückverstromt werden könnte.^[40]

Der größte Nachteil an diesem Verfahren ist, dass um Methan zu erhalten, der Wasserstoff noch ein weiteres Mal umgewandelt werden muss und der ohnehin niedrige Wirkungsgrad nochmals verschlechtert wird.^[41] Das System hätte daher nur einen Wirkungsgrad von ca. 35 Prozent. Des Weiteren ist eine großtechnische Nutzung noch nicht möglich.^[42]

4. Schwungmassenspeicher

Bei dem Schwungmassenspeicher beschleunigt ein Elektromotor, der von der überschüssigen Energie betrieben wird, einen Rotor, wodurch der Strom als kinetische Energie gespeichert wird.^[43] Bei der Rückgewinnung der gespeicherten Energie agiert der Elektromotor als Generator. Dabei wird die träge Schwungmasse durch den Generator abgebremst.^[44] Der Schwungmassenspeicher kann innerhalb kurzer Zeit eine sehr hohe Leistung bei insgesamt geringer Menge der eingespeisten Energie abgeben.^[45]

Sie werden besonders als Überbrückungsspeicher zur Vermeidung von kurzfristigen Stromausfällen eingesetzt, da ihre Entladezeit nur wenige Sekunden bis Minuten beträgt.^[46] Der Wirkungsgrad der Schwungmassenspeicher liegt bei 90 – 95 Prozent.^[47]

5. Supraleitende Spulen

Durch die Speicherung von elektrischer Energie in einem Magnetfeld wird durch eine Spule fließender Gleichstrom erzeugt.^[48] Bei diesem Vorgang erfolgt eine Speicherung der elektrischen Energie ohne weitere Umwandlung. Allerdings ist die Speicherzeit der Energie nur sehr begrenzt. Damit diese verlängert werden kann muss auf sehr energieintensive Weise flüssiges Helium oder flüssiger Stickstoff eingesetzt werden.^[49] Durch die sog. Supraleiter wird der Strom ohne Widerstand durchgeleitet.^[50] Aus diesem Grund werden die Supraleitenden Spulen als Kurzschlussstromquellen eingesetzt, um bei Netzstörungen Sicherungen auszulösen. Der energieintensive Einsatz von Helium oder Stickstoff wird durch einen Wirkungsgrad von 90 – 95 Prozent entkräftet.^[51]

6. Batteriespeicher und weitere Forschungsansätze

Batterien wandeln während des Ladevorgangs elektrische Energie in chemische um. Der Entladevorgang verläuft entgegengesetzt.^[52]

Große Vorteile sind die universellen Einsatzbereiche, wie in Kraftfahrzeugen oder in Kleinstspeicheranlagen im Zusammenhang mit Photovoltaikanlagen und die sehr schnelle Einspeiseverfügbarkeit. Der Platzbedarf, die limitierte Anzahl der Lade- und Entladezyklen, sowie die hohen Investitionskosten sind als Nachteil der Batteriespeicher anzusehen.^[53]

Im Vergleich zu den bereits genannten Technologien eignen sich Batterien, aufgrund der schnellen Leistungsbereitschaft, für kurzfristige Systemdienstleistungen.^[54]

Neben den bestehenden Speichertechnologien wird an einer Druckluftspeicherung unter Wasser,^[55] sowie an hydraulischen Energiespeichern geforscht. Bei letzterem werden große Granitblöcke durch den Wasserdruck angehoben.^[56]

7. Analyse und Bewertung der Speichertechnologien

Die vorangehende Darstellung der Technologien macht deutlich, dass Energiespeicher als Schlüssel für den deutschen Energiemarkt vorhanden sind.

Pumpspeicher haben in Deutschland an oberirdischen Standorten nur noch geringes Ausbaupotential, dagegen sind die unterirdischen Alternativen weiter zu erforschen. Bis 2020 sind drei neue Pumpspeicherkraftwerke mit einer Gesamtleistung von 1645 MW in Planung. Daneben wurden in den neuen Bundesländern 20 Standorte zur Errichtung von Pumpspeicherkraftwerken mit einem technischen Potential von 14 GW ermittelt.^[57]

Der grenzüberschreitende Ausbau in den Alpen und in Norwegen ist, trotz des damit verbunden europäischen Netzausbaus, durch den hohen Wirkungsgrad der Pumpspeicherkraftwerke als dauerhaft günstigste Lösung anzusehen.^[58] Allerdings stellt eine Abhängigkeit von den Leitungen ins Ausland ein besonderes Risiko dar.^[59]

Druckluftspeicher, besonders die adiabaten Speicher, sowie die Wasserstoff-/Methan-Speicher befinden sich derzeit noch im Entwicklungsstadium und haben bisher noch deutlich geringere Wirkungsgrade.^[60]

Mit Blick auf die nächsten Jahre sollten alle genannten Technologien weiter entwickelt und ausgebaut werden. Hierfür hat die Bundesregierung eine Förderinitiative gegründet, wonach bis zu 200 Mio. Euro für die Entwicklung der Speichertechnologien in Aussicht gestellt werden.^[61]

Für diese Weiterentwicklung sprechen die Unabhängigkeit von Importen, sowie das Angebot von Systemdienstleistungen vor Ort, zur Gewährung der Netzstabilität.^[62] In welchem Zeitraum der Ausbau der Speicher realisiert wird, hängt von der Entwicklung des Rechtsrahmens ab.^[63]

D. Der Rechtsrahmen für die Energiespeicherung

Das Recht der Energiespeicherung umfasst alle Normen, die sich auf die Speicherung von Energie beziehen.^[64]

Dabei lässt sich zwischen dem Energiespeicherungsrecht im weiteren Sinne (i.w.S) und dem Energiespeicherungsrecht im engeren Sinne (i.e.S.) unterscheiden.

Das Energiespeicherungsrecht i.w.S. erfasst Normen, die sich auf die Energiespeicheranlagen beziehen. Somit die Förderung von Speicherkraftwerken und die rechtlichen Anforderungen an Bau und Betrieb dieser Kraftwerke. Aus diesem Grund bildet das Energiespeicherungsrecht i.w.S. eine Querschnittsmaterie aus Subventionsrecht (Anlagenförderung) und Energieanlagenrecht (Anlagenbau- und betrieb).

Dagegen erfasst das Energiespeicherungsrecht i.e.S. alle Normen, die sich auf das Energiespeichern an sich beziehen. Demnach den konkreten Einsatz der Energiespeicheranlagen und die Art und Weise, sowie den Zweck der Energiespeicherung.^[65]

Grund der Aufteilung des Energiespeicherungsrechts ist die normative Einflussnahme des Staates auf die Art und Weise des Energiespeicherungsrechts i.e.S.

Durch diese Einflussnahme ist es dem Staat möglich einen hohen Anteil Erneuerbarer Energien in den Speicherungsvorgang (zu speichernder Strom und Speicherungszweck) zu integrieren.

Wäre diese Einflussnahme nicht gegeben, könnten Betreiber von Speicherkraftwerken günstigen Grundlaststrom aus Braunkohle oder Atomkraftwerken speichern, zu teurem Spitzenlaststrom umwandeln („Stromveredelung“) und wieder in das Stromnetz einspeisen.^[66]

Durch diese Umwandlung würde eine Drosselung der Braunkohle- und Atomkraftwerke jedoch verhindert^[67] und benötigte Speicherkapazitäten würden zeitlich nicht mehr zur Verfügung stehen, wenn sie zu einer Integration von Erneuerbaren Energien erforderlich wären.

Dieses Problem wird sich aller Voraussicht nach mit dem stetig steigenden Marktanteil der Erneuerbaren Energien im Stromnetz relativieren, da die Speicherkraftwerke zwangsläufig mehr Strom aus Erneuerbaren Energien speichern und wieder umwandeln müssen.^[68]

[...]

^[1] Theobald in: Danner / ders. (Hrsg.), Energierecht, 2010, § 3 EnWG Rn. 52.

^[2] Klaus (u.a.): Energieziel 2050: 100% Strom aus erneuerbaren Quellen, 2010, S. 33.

^[3] Sailer in: Müller (Hrsg.), 20 Jahre Recht der Erneuerbaren Energien, 2012, S. 777, 779.

^[4] BMU: EEG-Erfahrungsbericht, Entwurf, 2011, S. 26.

^[5] Sailer: Das Recht der Energiespeicherung nach der Energiewende – die neuen Regelungen zur Stromspeicherung im EnWG und EEG, ZNER 2012, S. 153.

^[6] Dietrich / Ahnsehl: Förderung der Energiespeicherung nach der Energiewende – ein Update, et 1/2 / 2012, S. 135.

^[7] Sailer: Die Speicherung von Elektrizität im Erneuerbaren-Energien-Gesetz, ZNER 2011, S. 249.

^[8] Vgl. <http://www.bmu.de/energiewende/beschluesse_und_massnahmen/doc/47465.php>, (abgerufen am 24.08.2012).

^[9] Sailer in: Müller (Hrsg.), 20 Jahre Recht der Erneuerbaren Energien, 2012, S. 777, 779 f.

^[10] Krebs: Netzentgelte für Elektrizitätsspeicher, RdE 2012, S.19.

^[11] Auer: Moderne Stromspeicher, 2012, S. 1.

^[12] Popp: Speicherbedarf bei einer Stromversorgung mit erneuerbaren Energien, 2010, S. 40.

^[13] Auer: Moderne Stromspeicher, 2012, S. 6.

^[14] Popp: Speicherbedarf bei einer Stromversorgung mit erneuerbaren Energien, 2010, S. 40, 41.

^[15] BMU: EEG-Erfahrungsbericht, Entwurf, 2011, S. 36.

^[16] Klaus (u.a.): Energieziel 2050: 100% Strom aus erneuerbaren Quellen, 2010, S. 34.

^[17] BMWi / BMU: Energiekonzept, 2010, S. 21.

^[18] Sailer in: Müller (Hrsg.), 20 Jahre Recht der Erneuerbaren Energien, 2012, S. 777, 782.

^[19] Klaus (u.a.): Energieziel 2050: 100% Strom aus erneuerbaren Quellen, 2010, S. 82.

^[20] BMU: EEG-Erfahrungsbericht, 2007, S. 131.

^[21] Leonhard (u.a.): VDE-Studie: Energiespeicher in Stromversorgungssystemen mit hohem Anteil erneuerbarer Energieträger, 2009, S. 13 f.

^[22] Sailer in: Müller (Hrsg.), 20 Jahre Recht der Erneuerbaren Energien, 2012, S. 777, 783 f.

^[23] Klaus (u.a.): Energieziel 2050: 100% Strom aus erneuerbaren Quellen, 2010, S. 43.

^[24] Rummich: Energiespeicher, 2009, S. 3.

^[25] Preuß / Schütte: Die Planung und Zulassung von Speicheranlagen zur Systemintegration Erneuerbarer Energien, NVwZ 2012, S. 535.

^[26] Klaus (u.a.): Energieziel 2050: 100% Strom aus erneuerbaren Quellen, 2010, S. 7.

^[27] BMU: EEG-Erfahrungsbericht, 2007, S. 132.

^[28] Auer: Moderne Stromspeicher, 2012, S. 7.

^[29] Pehnt / Höpfner: Kurzgutachten Wasserstoff- und Stromspeicher in einem Energiesystem mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien: Analyse der kurz- und mittelfristigen Perspektive, 2009, S. 8, 12.

^[30] Preuß / Schütte: Die Planung und Zulassung von Speicheranlagen zur Systemintegration Erneuerbarer Energien, NVwZ 2012, S. 535.

^[31] Auer: Moderne Stromspeicher, 2012, S. 9.

^[32] BMWi / BMU: Energiekonzept, 2010, S. 21.

^[33] Wieser: Energiespeicher als zentrale Elemente eines intelligenten Energieversorgungsnetzes – Rechtliche Einordnung, ZUR 5 / 2011, S. 240, 241.

^[34] Sailer in: Müller (Hrsg.), 20 Jahre Recht der Erneuerbaren Energien, 2012, S. 777, 787.

^[35] Vgl. <http://www.rwe.com/web/cms/de/365478/rwe/innovation/projekte-technologien/energiespeicher/projekt-adele/>, (abgerufen am 01.09.2012).

^[36] Auer: Moderne Stromspeicher, 2012, S. 10.

^[37] Auer: Moderne Stromspeicher, 2012, S. 10 f.

^[38] Sailer in: Müller (Hrsg.), 20 Jahre Recht der Erneuerbaren Energien, 2012, S. 777, 788.

^[39] Auer: Moderne Stromspeicher, 2012, S. 11.

^[40] Klaus (u.a.): Energieziel 2050: 100% Strom aus erneuerbaren Quellen, 2010, S. 36 f.

^[41] Auer: Moderne Stromspeicher, 2012, S. 12.

^[42] Sailer in: Müller (Hrsg.), 20 Jahre Recht der Erneuerbaren Energien, 2012, S. 777, 788.

^[43] Sauer: Optionen zur Speicherung elektrischer Energie in Energieversorgungsnetzen mit regenerativer Stromerzeugung, 2006, S. 12 f.

^[44] Agentur für Erneuerbare Energien e.V.: Renews Spezial, Ausgabe 57 / Februar 2012, Strom speichern, S. 12.

^[45] Sauer: Optionen zur Speicherung elektrischer Energie in Energieversorgungsnetzen mit regenerativer Stromerzeugung, 2006, S. 11.

^[46] Leonhard (u.a.): VDE-Studie: Energiespeicher in Stromversorgungssystemen mit hohem Anteil erneuerbarer Energieträger, 2009, S. 72.

^[47] Vgl. <http://www.aspes.ch/publications/VDI_GETVortrag98.pdf>, (abgerufen am 10.09.2012).

^[48] Agentur für Erneuerbare Energien e.V.: Renews Spezial, Ausgabe 57 / Februar 2012, Strom speichern, S. 14.

^[49] Lehnert / Vollprecht: Der energierechtliche Rahmen für Stromspeicher – noch kein maßgeschneiderter Anzug, ZNER 2012, S. 356, 359.

^[50] Sauer: Optionen zur Speicherung elektrischer Energie in Energieversorgungsnetzen mit regenerativer Stromerzeugung, 2006, S. 13.

^[51] Agentur für Erneuerbare Energien e.V.: Renews Spezial, Ausgabe 57 / Februar 2012, Strom speichern, S. 15.

^[52] Oertel: Energiespeicher – Stand und Perspektiven, 2008, S. 54.

^[53] Pehnt / Höpfner: Kurzgutachten Wasserstoff- und Stromspeicher in einem Energiesystem mit hohen Anteilen erneuerbarer Energien, 2009, S. 6.

^[54] Sailer in: Müller (Hrsg.), 20 Jahre Recht der Erneuerbaren Energien, 2012, S. 777, 788.

^[55] Preuß / Schütte: Die Planung und Zulassung von Speicheranlagen zur Systemintegration Erneuerbarer Energien, NVwZ 2012, S. 535, 536.

^[56] Vgl. <http://www.spektrum.de/alias/speichertechnik/ein-granitblock-voller-energie/1061069>, (abgerufen am 01.09.2012).

^[57] Klaus (u.a.): Energieziel 2050: 100% Strom aus erneuerbaren Quellen, 2010, S. 34 ff.

^[58] Sachverständigenrat für Umweltfragen (SRU): Wege zur 100 % erneuerbaren Stromversorgung, Sondergutachten, 2011, S. 161 ff.

^[59] dena: Analyse der Notwendigkeit des Ausbaus von Pumpspeicherwerken und anderen Stromspeichern zur Integration der erneuerbaren Energien, 2010, S.54.

^[60] Sailer in: Müller (Hrsg.), 20 Jahre Recht der Erneuerbaren Energien, 2012, S. 777, 789.

^[61] Bundesanzeiger Nr. 75, Amtlicher Teil, 2011, S. 1840 ff.

^[62] SRU: Wege zur 100 % erneuerbaren Stromversorgung, Sondergutachten, 2011, S. 161 ff.

^[63] Preuß / Schütte: Die Planung und Zulassung von Speicheranlagen zur Systemintegration Erneuerbarer Energien, NVwZ 2012, S. 535, 536.

^[64] Sailer in: Müller (Hrsg.), 20 Jahre Recht der Erneuerbaren Energien, 2012, S. 777, 789.

^[65] Sailer: Die Speicherung von Elektrizität im Erneuerbaren-Energien-Gesetz, ZNER 2011, S. 249, 250.

^[66] Leonhard (u.a.): VDE-Studie: Energiespeicher in Stromversorgungssystemen mit hohem Anteil erneuerbarer Energieträger, 2009, S. 21.

^[67] Viele Großkraftwerke laufen auch nachts unter voller Leistung weiter um Wartungsarbeiten zu vermeiden und die Lebensdauer nicht unnötig zu verkürzen. Ein Herunterfahren der Kraftwerke spart nur unwesentlich Brennstoff, verringert aber den Wirkungsgrad sowie die Zahl der Vollaststunden, vgl. Leonhard (u.a.): VDE-Studie: Energiespeicher in Stromversorgungssystemen mit hohem Anteil erneuerbarer Energieträger, 2009, S. 11.

^[68] BMU: EEG-Erfahrungsbericht, 2007, S. 137.