Fortschritte bei Hybridspeichern für Europas saubere Energiewende
Das aus dem gemeinsamen Programm für Energiespeicherung(öffnet in neuem Fenster) (Joint Programme Energy Storage) innerhalb des Europäischen Energieforschungsbündnisses hervorgegangene Projekt StoRIES(öffnet in neuem Fenster) vereinte siebzehn Partner, um europaweit den Zugang zu 64 Forschungsinfrastrukturen von Laboratorien bis hin zu digitalen Modellierungsplattformen zu verbessern. Dank des Programms für Transnationalen Zugang(öffnet in neuem Fenster) konnten die an hybriden Energiespeichersystemen arbeitenden Wissenschafts- und Technikteams spezialisierte Anlagen nutzen, die sonst in ihren eigenen Einrichtungen nicht zur Verfügung gestanden hätten. „Wir brachten die verschiedenen Gemeinschaften zusammen und unternahmen Versuche, nach Hybridspeicherlösungen zu suchen, um Anwendungsprobleme zu lösen, und uns nicht nur auf einzelne Technologien zu konzentrieren“, erklärt Projektkoordinator Stefano Passerini vom Karlsruher Institut für Technologie(öffnet in neuem Fenster) (KIT) in Deutschland. Die Forscherinnen und Forscher erhielten mehr als 350 Wochen lang Zugang zu diesen Anlagen und nutzten die Zeit, um Werkstoffe zu prüfen, kombinierte Speichersysteme zu bauen und zu erproben sowie die Leistung unter realen Bedingungen zu bewerten. Das Projekt vereinte außerdem Fachleute aus der Wissenschaft, dem Systemingenieurwesen und der Modellierung in engerer Zusammenarbeit, als es normalerweise möglich wäre.
Speichertechnologien zusammenführen
Anstatt sich auf isolierte Speichertechnologien zu konzentrieren, untersuchte das Team von StoRIES, wie verschiedene Systeme für unterschiedliche Energieanwendungen einschließlich Netzstabilisierung, netzunabhängige Systeme, Erneuerbare-Energie-Gemeinschaften, Schwerlastverkehr und industrielle Dekarbonisierung zusammenwirken könnten. Speichertechnologien können sich sehr stark in Bezug auf Leistungsdichte, Energiekapazität, Lebensdauer und Kosten unterscheiden. Batterien können schnell auf Angebots- und Nachfrageschwankungen reagieren, Wärmespeicher unterstützen industrielle Wärmeanwendungen, während Wasserstoff und andere chemische Träger eine längerfristige Speicherung gewährleisten können. Durch die Kombination dieser und weiterer Technologien innerhalb eines einzigen Systems kann mit der Speicherung schnell auf veränderte Versorgungsanforderungen reagiert und gleichzeitig der längerfristige Energiebedarf gedeckt werden. Im Rahmen des Projekts wurde der erste Europäische Technologiefahrplan(öffnet in neuem Fenster) und eine strategische Forschungs- und Innovationsagenda(öffnet in neuem Fenster) erstellt, die sich mit Hybridenergiespeicherung befasst. In diesen Dokumenten werden vorrangige Forschungsbereiche und Innovationslücken im Zusammenhang mit elektrochemischen, chemischen, thermischen, elektrischen und mechanischen Speichersystemen aufgezeigt, die als Grundlage für zukünftige Forschungs- und Infrastrukturinvestitionen dienen werden.
Kompetenzen und gemeinsame Forschung aufbauen
Das Team von StoRIES arbeitete außerdem an der Entwicklung der nächsten Generation von Forscherinnen und Forschern auf dem Gebiet der Energiespeicherung. Ein Netzwerk aus 46 Nachwuchsforscherinnen und -forschern entwickelte hybride Speicherlösungen für reale Fallstudien, und mehr als einhundert Studierende nahmen an drei Sommerschulen(öffnet in neuem Fenster) in Nikosia, Rom und Trondheim teil. Mit Mentoring-Programmen und Online-Seminaren wurde während der gesamten Projektlaufzeit das interdisziplinäre Lernen unterstützt. „Hybridenergiespeicherung erfordert Fachwissen aus verschiedenen Bereichen, daher war es wichtig, Forschende aus verschiedenen Disziplinen zusammenzubringen“, sagt Myriam E. Gil Bardají, stellvertretende Projektkoordinatorin am KIT. Im Zuge des Projekts wurden überdies zwei frei zugängliche Bücher veröffentlicht, in denen Fallstudien und Analysen von Speichertechnologien präsentiert werden: „Emerging Battery Technologies to Boost the Clean Energy Transition“(öffnet in neuem Fenster) (Neue Batterietechnologien als Motor der Energiewende), das mehr als 197 000 Downloads verzeichnete, und „Hybrid Energy Storage: Case Studies for the Energy Transition“(öffnet in neuem Fenster) (Hybridenergiespeicherung: Fallstudien für die Energiewende), das Anfang 2026 erscheinen wird. Die Arbeit von StoRIES brachte mehr als 250 mit hybriden Energiespeichern beschäftigte Interessengruppen aus Forschung und Industrie in Verbindung und trug zum Aufbau einer praxisorientierten Gemeinschaft bei, die sich auf die Kombination von Speichertechnologien konzentriert. Zudem wurden zwei Weißbücher über offene Daten und Nachhaltigkeit in Hybridspeichersystemen erstellt. Das Projekt hinterlässt seinen Technologiefahrplan sowie Erkenntnisse darüber, wie verschiedene Speichertechnologien in der Praxis zusammenwirken können. Außerdem wurde eine Gemeinschaft geschaffen, die weiterhin europaweit die Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Energiespeicherung beeinflusst. Nicht zuletzt hat das Team des (gleichermaßen vom KIT koordinierten) Projekts RISEnergy dort angeknüpft, wo StoRIES aufhörte, womit ein koordinierter Zugang zu Forschungsinfrastrukturen für ein breiteres Spektrum an Technologien auf dem Gebiet der erneuerbare Energien bereitgestellt wird.