Über vier Jahre hinweg hat das Karlsruher Institut für Technologie KIT die Kombination verschiedener Speichermöglichkeiten erforscht.

 

Ob Stromnetz, Industrieanlage oder Elektromobilität – ein Energiesystem auf Basis erneuerbarer Quellen braucht Speicher, die Energie flexibel und bedarfsgerecht bereitstellen können. Genau hier setzte das vom KIT koordinierte und nun abgeschlossene europäische Forschungsprojekt „StoRIES“ (Storage Research Infrastructure Eco-System) an: Es vernetzte Forschungsinfrastrukturen, Industrie und Wissenschaftseinrichtungen in ganz Europa und entwickelte Strategien für die Energiespeicherung der Zukunft. 

„Mit Stories haben wir Impulse entlang der gesamten Wertschöpfungskette gesetzt – von Materialien über Systeme bis zur Integration ins Energiesystem“, erklärte dazu Prof. Stefano Passerini, Projektleiter am Helmholtz-Institut Ulm (HIU), welches das KIT, die Universität Ulm und weitere Partner betreiben. „Das Forschungsprojekt hat Akteure in Europa enger zusammengeführt und dazu beigetragen, Kompetenzen und Infrastrukturen auszubauen. Entstanden ist ein europaweites Netzwerk aus 250 Forschungseinrichtungen, spezialisierten Laboren und Testumgebungen.“ 

Die Kombination macht es möglich

Ein zentrales Vorhaben von Stories war es, Speichertechnologien zu identifizieren, mit denen sich die schwankende Verfügbarkeit erneuerbarer Energien ausgleichen lässt. Dabei zeigte sich: Keine einzelne Technologie kann künftig alle Anforderungen des Energiesystems erfüllen. Batteriespeicher eignen sich etwa für schnelle Lastwechsel im Stromnetz, thermische Speicher für industrielle Wärmeprozesse, während Wasserstoff insbesondere die langfristige Energiespeicherung ermöglicht. Auf Grundlage dieser Analyse entwickelten die Forschenden eine Technologie-Roadmap sowie eine strategische Forschungs- und Innovationsagenda für hybride Energiespeichersysteme. 

„Erst die intelligente Kombination unterschiedlicher Speicher ermöglicht ein Energiesystem, das zugleich flexibel, stabil und klimaneutral ist“, sagt Dr. Myriam E. Gil Bardaji, stellvertretende Projektkoordinatorin am KIT. „Unsere Ergebnisse zeigen, welche Technologien dafür zusammenspielen müssen und wo in Europa weiterer Forschungs- und Entwicklungsbedarf besteht.“ 

Neue Strukturen in Europa 

Die Forschenden untersuchten unter anderem Konzepte für die Elektrifizierung von Häfen und des Schwerlastverkehrs, für die Versorgung abgelegener Regionen mit erneuerbarer Energie sowie für die Nachnutzung fossiler Kraftwerksstandorte als Speicher- und Flexibilitätszentren. Auch für Gebäude und Industrie entwickelten sie kombinierte Speicheransätze, die Strom, Wärme und Wasserstoff intelligent miteinander koppeln.

„Die Energiewende braucht Lösungen, die sich an sehr unterschiedliche Anwendungen anpassen lassen“, so Olga Suminska-Ebersoldt vom HIU, eine der Initiatorinnen von Stories. „Unsere Fallstudien zeigen, dass hybride Speicher nicht nur technische Vorteile bieten, sondern auch helfen können, bestehende Infrastrukturen effizient weiter zu nutzen und erneuerbare Energien besser in den Alltag zu integrieren.“ 

Neben den technologischen Ergebnissen hat Stories europaweit neue Strukturen für die Energiespeicherforschung geschaffen. Mehr als 100 Nachwuchsforschende nahmen an Summer Schools in Nikosia, Rom und Trondheim teil. Hinzu kamen internationale Austauschprogramme, Mentoringformate und Onlinekurse für junge Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler.