Die Energiewende stellt die Energiesysteme vor einen tiefgreifenden Wandel. Mit der voranschreitgenden Umstellung auf eine dezentrale Energieerzeugung gewinnen Energiespeicher eine immer größere Bedeutung für eine umweltverträgliche, zuverlässige und bezahlbare Energieversorgung.

Energiespeicher können grundsätzlich in Stromspeicher, chemische Speicher und thermische Speicher zur Wärme- und Kälteversorgung unterschieden werden. Die Spannweite der Speicherforschung reicht dabei von kurzladenden Superkondensatoren („Supercaps“), über Batterie- und Wasserstoff-Systeme bis hin zu saisonalen Wärmespeichern. Insbesondere die Batterie- und Wasserstoffforschung bildeten in den vergangenen Jahren einen Forschungsschwerpunkt.

Stromspeicher: Batterie und Wasserstoff bilden Forschungsschwerpunkt

Bei Stromspeichern lassen sich zwei große Forschungsgebiete identifizieren, angetrieben u.a. durch das Zukunftsfeld Elektromobilität.

Im Bereich der elektrochemischen Speicher - der Batteriespeicher - sind in den letzten Jahren große Fortschritte erzielt worden. Neben einer anwendungsnahen Verbesserung von Lebensdauer, Leistungsfähigkeit und Kosteneffizienz etablierter Lithium-Ionen-Batterie-Systeme, legt die Forschung bereits die Grundsteine für kommende Batterie-Generationen.

Auf dem Gebiet der chemischen Energiespeicher liegt der Forschungsschwerpunkt vor allem auf der Erzeugung und Nutzung von Wasserstoff. Wasserstoff kann mit Brennstoffzellen unmittelbar verstromt oder aber ähnlich wie andere Gase in Turbinen oder Motoren verbrannt werden. Unter dem Stichwort Power-to-Gas rückt Wasserstoff auch zunehmend als langfristiger Energiespeicher in den Fokus. Hierbei wird Wasserstoff direkt, oder nach der Synthese mit CO₂ als Methan, über die bestehende Erdgas-Infrastruktur gespeichert und genutzt.

Thermochemische Speicher im Fokus der Forschung

Zur Speicherung thermischer Energie (Wärme/Kälte) stehen grundsätzlich sensible, latente und thermochemische Speichermöglichkeiten zur Verfügung. Forschungsaktivitäten gibt es in allen drei Bereichen. Für industrielle Maßstäbe stehen u.a. thermochemische Sorption-Speicher zur Nutzung industrieller Abwärme und als Pufferspeicher für Fernwärme im Fokus der Forschung.