Energiespeicher als Schlüssel zur Energiewende: Technologien im Überblick
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Datum der Veröffentlichung: 05.06.2026
Bis 2045 soll Deutschland klimaneutral sein. Das kann nur gelingen, wenn das Land konsequent fossile Brennstoffe durch erneuerbare Energien substituiert. Da Wind- und Solarenergie jedoch nicht jederzeit bedarfsgerecht zur Verfügung stehen, spielen Energiespeicher eine Schlüsselrolle. Im Rahmen der Sektorenkopplung ermöglichen sie eine optimierte Nutzung erneuerbarer Energie. Welche Speichertechnologien dabei zum Einsatz kommen und welche Rolle sie für die Energiewende spielen, erfahren Sie hier.
„Unter Sektorenkopplung versteht man in der Energiewirtschaft eine systemische Vernetzung der Sektoren Strom, Wärme, Verkehr und Industrie mit dem Ziel, die Gesamtwirtschaft mit klimaneutralen Energien zu versorgen“, definiert Dirk Filzek, Bildungsreferent für nachhaltige Entwicklung.
Die Erzeugung regenerativer Energien lässt sich nicht steuern, da sie von Sonne und Wind abhängt: Es gibt hier Spitzen und Flauten. Daher ist es wichtig, die überschüssige Energie zu speichern, damit sie in Flautenmomenten zur Verfügung steht.
Dafür stehen verschiedene Arten von Speichern zur Verfügung, die je nach Sektor unterschiedlich wichtig werden. Die Umwandlung von erneuerbarer Energie in Wasserstoff oder Wärme erleichtert die intelligente Verteilung zwischen den verschiedenen Sektoren. Grundlage dafür sind gemeinsam von verschiedenen Bereichen genutzte Energiesysteme – diese machen allerdings Umbauten nötig und bringen neue Regularien hervor.
In Hamburg wird die Sektorenkopplung teilweise umgesetzt:
Es ist für die Umsetzung aller Projekte wichtig, dass sich alle Akteure an einer sorgfältigen Planung und Steuerung beteiligen.
Laut Energiewirtschaftsgesetz (EnWG) § 3 Nr. 36 ist ein Energiespeicher eine „Anlage in einem Elektrizitätsnetz, mit der die endgültige Nutzung elektrischer Energie auf einen späteren Zeitpunkt als den ihrer Erzeugung verschoben wird oder mit der die Umwandlung elektrischer Energie in eine speicherbare Energieform, die Speicherung solcher Energie und ihre anschließende Rückumwandlung in elektrische Energie oder ihre anschließende Nutzung als ein anderer Energieträger erfolgt“.
Davon gibt es verschiedene Modelle, die der Weltenergierat Deutschland beschreibt.
Batteriespeicher sind elektrochemische Speichertechnologien, etwa:
Lithium-Ionen-Batterien dominieren inzwischen den Markt – ihr anfänglich hoher Preis ist stark gesunken und ihre Energiedichte ist höher als die der anderen Batterien. Aktuell gibt es unter anderem die folgenden Batteriespeicher:
Seltener werden andere Batterietypen eingesetzt wie etwa Nickel-Cadmium, Nickel-Metall-Hybride und Natrium-Schwefel.
In Pumpspeicherkraftwerken kann Strom in großem Maßstab gespeichert werden: Wasser wird in einen Stausee gepumpt und treibt dann Turbinen an, wobei über einen Generator elektrische Energie erzeugt wird.
Mit einem Motor wird ein Schwungrad auf eine hohe Drehzahl gebracht, wobei die entstehende Energie als Rotationsenergie gespeichert wird. Entladen wird der Schwungradspeicher, indem er an einen elektrischen Generator gekoppelt wird. Geeignet sind diese Speicher für die Momentanreserve (unter 20 Minuten).
Überschüssige elektrische Energie kann genutzt werden, um Luft unter Druck zu komprimieren und in einen Speicher zu pumpen. Zur Stromerzeugung nach Bedarf wird die gespeicherte Druckluft über eine Turbine expandiert.
Mithilfe von Strom wird Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff zerlegt (Elektrolyse). Der Wasserstoff wird in unterirdischen Wasserstoffspeichern gelagert und kann bei Bedarf in wasserstofffähigen Gaskraftwerken rückverstromt werden.
Wärme aus Industrieanlagen, aus Wärmepumpen oder aus Wärmeerzeugung mithilfe von Strom bei Überschüssen (Power-to-Heat) kann in Wärmespeichern für den Moment des Bedarfs gespeichert werden.
Ein Forscherteam von der Universität von Kalifornien hat eine Molekülgruppe entwickelt, die im Labor fähig ist, Energie zu speichern. Sie kann später als Wärme wieder freigesetzt werden.
Die Vorteile molekularer Speicher sind spannend: Die Speichermoleküle könnten auf organischen Verbindungen basieren, die viel besser verfügbar sind als Kobalt und Lithium. Die Modelle erreichen gute Speicherzeiten und sind sehr sicher.
Bislang sind sie allerdings noch nicht skalierbar. Die Rückgewinnung der Energie lässt sich noch nicht gut steuern, zudem ist noch ungeklärt, wie viele Lade- und Entladezyklen die Moleküle überstehen.
Ausbau und Vernetzung der Speicherkapazitäten werden durch vielfältige, schwerfällige Regularien verlangsamt, wie Ilona Dickschas vom TÜV Nord berichtet: „Die Herausforderungen reichen von komplexen und langwierigen Genehmigungsverfahren über die rechtliche Einstufung von Batteriespeichern als getrennte Erzeuger und Verbraucher bis hin zum Fehlen eines einheitlichen und klaren Rechtsrahmens.“
Die Energierechtler, ein Zusammenschluss aus Anwält:innen, die sich auf das Energierecht spezialisiert haben, erklären die vielfältigen Hürden, die die Sektorenkopplung verlangsamen, und den damit einhergehenden Reformbedarf:
Der Staatsapparat bewegt sich langsam, was die Überarbeitung der rechtlichen Bestimmungen hinsichtlich Speicher- und Netzausbau sowie Sektorenkopplung betrifft. Manche Unternehmer:innen lassen sich davon aber nicht abschrecken und nutzen jetzt bereits die Synergien, die die Sektorenkopplung ihnen ermöglicht. Die Möglichkeiten sind da – die Umsetzung erfordert nur einen größeren Kraftakt, als eigentlich nötig sein sollte.
