Robert Klatt
Solar- und Windenergie sind volatil und brauchen Batteriespeicher und Elektrolyseanlage, um Stromschwankungen ausgleichen zu können. Nun wurde untersucht, wie man diese Systeme in Deutschland optimal verteilt, um die Kosten der Energiewende zu minimieren.
Hannover (Deutschland). In Deutschland dominieren die Solar- und Windenergie die Stromproduktion. Laut dem Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE (Fraunhofer ISE) war die Windenergie im ersten Halbjahr 2025 die wichtigste Stromquelle der Bundesrepublik, gefolgt von der Solarenergie. Die hohe Volatilität der Stromproduktion ist aber problematisch und erfordert Ausgleichsmaßnahmen, darunter Energiespeicher, die den überschüssigen Strom in Zeiten mit hoher Sonneneinstrahlung und viel Wind speichern und in Zeiten schwacher Produktion abgeben.
Forscher der Leibniz Universität Hannover haben untersucht, wie man das Energiesystem in Deutschland optimieren kann. Laut ihrer Publikation im Institutionellen Repositorium der Leibniz Universität Hannover haben sie dazu untersucht, wie man Batteriespeicher und Elektrolyseanlagen, die mit überschüssigem Strom Wasserstoff herstellen, am besten platziert und einsetzt und wie man mit ihnen verhindern kann, dass Windkraftanlagen und Solarkraftwerke bei Stromüberschuss abgestellt werden müssen.
Laut den Wissenschaftlern haben die beiden Speichersysteme unterschiedliche Nutzungsszenarien. Batteriespeicher dienen vor allem dazu, kurzfristige Stromschwankungen auszugleichen, etwa den fehlenden Solarstrom in der Nacht. Elektrolyseanlagen können hingegen überschüssigen Strom langfristig speichern, indem sie ihn in Wasserstoff umwandeln.
Die Analyse zeigt, dass Elektrolyseure vor allem im Norden installiert werden sollten, weil dort mehr Überschussstrom durch die großen Windkraftanlagen existiert und die Energie nur schwer in den Süden transportiert werden kann.
„Dort ist insgesamt mehr (Überschuss-)Strom zum Betrieb der Elektrolyseure verfügbar. Salzkavernen zur Speicherung von Wasserstoff befinden sich ebenfalls in der nördlichen Hälfte Deutschlands.“
Im Optimalfall müssten die Elektrolyseanlagen bis 2070 eine Leistung von 70 GW (GW) besitzen. Aktuell liegt die Leistung bei „nur“ 500 Megawatt (MW).
„Unsere Studie zeigt, dass im Jahr 2050 etwa 35 Prozent des Stroms aus erneuerbaren Energien zunächst gespeichert oder in Wasserstoff umgewandelt werden müssen, um effizient genutzt zu werden.“
Laut der Studie müssen Batteriespeicher für die Energiewende über allen in Deutschland installiert werden. Der Fokus soll aber auf Süddeutschland liegen, weil dort mehr Solaranlagen installiert sind als im Norden.
„Bei mittlerer Einspeisung aus Wind und Solaranlagen werden Batteriespeicher genutzt, um die Mittagsspitze der PV-Anlagen zu speichern und in der Nacht nutzbar zu machen.“
Die Planung sieht vor, dass neue Batteriespeicher bis 2035 vor allem im Süden und Südwesten Deutschlands gebaut werden. 2050 sollen in Bayern Batteriespeicher mit einer Kapazität von 128 Gigawattstunden (GWh) bestehen, in Baden-Württemberg mit 95 GWh und im Nordwesten Niedersachsens mit 70 GWh.
Die Wissenschaftler erklären zudem, dass ein zeitnaher Ausbau der Batteriespeicher und Elektrolyseure unerlässlich ist, um die Kosten der Energiewende zu minimieren. Ein zu geringer oder zu langsamer Ausbau erhöht nicht nur die Kosten, sondern könnte auch dazu führen, dass Deutschland seine Klimaziele nicht erreicht.
„Wenn wir das nicht in ausreichendem Maße tun, könnten die Gesamtkosten der Energiewende um bis zu 60 Milliarden Euro steigen, weil wir mehr Importe benötigen.“
Institutionelles Repositorium der Leibniz Universität Hannover, doi: 10.15488/18416
