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Handbuch Energiespeicher
Bei den Forschungsarbeiten des SCCER bildeten sowohl natur- und ingenieurwissenschaftliche
Fragestellungen als auch sozioökonomische Aspekte das Zentrum der Arbeiten. Das SCCER hat Werkzeuge geschaffen, um kritische Fragen hinsichtlich der systemischen Fragen und der Umweltverträglichkeit beantworten zu können.
Die Kernbotschaften:
1. Für die Realisierung der Energiestrategie 2050 sind Speichertechnologien für Elektrizität, Wärme und Mobilität
notwendig, die die zunehmenden Schwankungen in der Energieversorgung ausgleichen und die es erlauben,
Energie kurz- und mittelfristig sowie saisonal zwischenzuspeichern.
2. Aus heutiger Sicht ist die Energiestrategie 2050 technisch umsetzbar. Die erforderlichen Speichertechnologien
sind vorhanden – heute schon auf dem Markt verfügbar, marktfähig oder nachgewiesenermassen realisierbar.
3. Investitionen in Speicherinfrastrukturen sind volkswirtschaftlich nachhaltig. Sie ersetzen die enormen wiederkehrenden Ausgaben in Höhe von jährlich 12 Mrd. Franken für importierte Energieträger wie Öl, Gas und Uran zugunsten von Anlagen zur Nutzung lokal verfügbarer erneuerbarer Energie.
4. Der Einsatz von Energiespeichern erhöht die Energieeffizienz des Gesamtenergiesystems, verbessert dessen
Umweltverträglichkeit, ermöglicht die Integration erneuerbarer Energien und reduziert die lokalen und globalen Risiken.
5. Saisonale Energiespeicher sind für eine klimaneutrale Gesellschaft notwendig, damit die fossilen Treibstoffe
im Verkehrsbereich und die fossilen Brennstoffe für die Wärmerzeugung im Winter ersetzt werden können.
6. Netzgebühren, die Besteuerung von gespeichertem Strom sowie die Subvention der fossilen Energieträger
durch wenig realistische CO2-Preise behindern die Wettbewerbsfähigkeit verfügbarer Speichertechnologien
7. Batterien, Druckluftspeicher, Pumpspeicher, Wärmespeicher sowie Power-to-X-Systeme sind in der Lage,
den zunehmenden Sommerstrom aufzunehmen und die Energie mittelfristig oder saisonal verschoben wieder
zur Verfügung zu stellen.
8. 50 Prozent des schweizerischen Energieverbrauchs fliessen heute in die Erzeugung von Wärme. Wärmespeicher spielen daher eine signifikante Rolle für das Gelingen der Energiestrategie, da sie saisonale Verschiebungen erlauben. Mit dem Einsatz optimierter Materialien lassen sich Wärmespeicher kleiner gestalten,
so dass der für die Schweiz kritische Raum- und Flächenbedarf reduziert wird.
9. Die SCCER-Forschungs- und Entwicklungsarbeiten ermöglichen, die Energieeffizienz einzelner Speichersysteme zu optimieren und den Einsatz kritischer Materialien
wie von Edelmetallen (in katalytischen Systemen) oder Kobalt (bei Li-Ionenbatterien) zu reduzieren.
10. Indem Power-to-X-Systeme die Energiewirtschaft mit der chemischen Industrie verknüpfen, stellen sie essenzielle Technologien dar, um die erneuerbare Wasserstoff-, Methan- und Methanolwirtschaft zu ermöglichen. Damit ebnen sie den Weg zu einer Gesellschaft, die ohne fossile Energieträger auskommt.
11. Das SCCER HaE hat ein hocheffizientes Druckluftspeichersystem entwickelt, das sich in der Schweiz realisieren lässt und sich für die Mittelfristspeicherung eignet.
In verschiedenen Szenarien wurde ermittelt, wie die Speichersysteme im Energiesystem zeitlich und räumlich entwickelt werden sollten, um den Energiebedarf jederzeit nachhaltig zu befriedigen. Welche Rolle Power-to-X übernehmen kann, wurde in einem Weissbuch zusammen mit drei anderen SCCER gesondert untersucht. Auf dem Gebiet der Ökobilanzierung hat die vergleichende Analyse der Li-Ionen-Batterie und der Na-Ionen-
Batterie gezeigt, dass die Na-Systeme zwar mit umweltfreundlicheren Komponenten auskommen,
in der Gesamtbilanz aber nicht besser abschneiden als die Li-Systeme, da sie doppelt so viele Ressourcen benötigen. Wie mit diesem Kapitel dargestellt, ist eine breite Palette an unterschiedlichen Speichertechnologien
nötig, um das ganze Feld optimal abzudecken – sowohl räumlich, zeitlich als auch anwendungsbezogen. Das SCCER hat nachgewiesen, dass die Speichertechnologien grundsätzlich verfügbar und einsetzbar sind, dies nicht
zuletzt auch mit zahlreichen Demonstratoren. Nun sind vor allem politische Entscheide im Sinne einer kohärenten Energiepolitik zu treffen, um die regulatorischen Hindernisse abzubauen, die den Einsatz von Energiespeichern zurzeit noch behindern oder verunmöglichen. Dadurch entwickeln sich Geschäftsmodelle und Investitionsentscheide, die notwendig sind, um die in den SCCER entwickelten Technologien weiter voranzubringen und vom Labor in das Energiesystem der Energiestrategie 2050 zu bringen.
Das erste Kapitel des Handbuch beschäftigt sich mit dem Sozio-ökonomischen Überbau des Themas und bildet die Auslegeordung einen klimafreundlichen Energiesystems.
Die beiden folgenden Kapitel leuchten detailliert aus, mit welchen Speichersystemen sich das SCCER beschäftigt hat, und diskutiert die sich bietenden technologischen und wirtschaftlichen Chancen und Hindernisse.