Lebenszyklusanalyse eines Pumpspeichers im Vergleich zu anderen elektrischen Energiespeichern unter besonderer Berücksichtigung energiepolitischer, regulatorischer und gesellschaftlicher Aspekte

Das Ziel der Treibhausgasneutralität, der Ausbau der erneuerbaren Energien,
der Ausstieg aus der Verstromung von Kernenergie, sowie der geplante Ausstieg
aus der Verstromung von Kohle haben einen historisch beispiellosen Umbruch
eingeleitet. Der eingeschlagene Pfad macht die räumlich und zeitliche Entkopplung
von Stromerzeugung und -verbrauch notwendig. Die dafür notwendigen
elektrischen Energiespeicher sind seit 2023 als eigenständige, vierte Säule im
Energierecht verankert.
Diese Arbeit leistet ein Beitrag zum Verständnis der anstehenden Herausforderungen,
in dem es eine möglichst gesamthafte Betrachtung der anstehenden
... mehr
Herausforderungen unternimmt. Im Fokus steht eine detaillierte, kritische und
vergleichende Lebenszyklusanalyse eines Pump-, Batterie- und Wasserstoffspeichern.
Besondere Berücksichtigung findet der energiehistorische Kontext,
der den Einfluss energiepolitischer Entscheidungen auf das Energiesystem
verdeutlicht; die Diskussion der notwendigen Rohstoffe unter geopolitischen
Aspekten; regulatorische Hemmnisse der Energiespeicherung und gesellschaftliche
Aspekte hinsichtlich Akzeptanz infrastruktureller Großprojekte.
Die Arbeit kommt zu dem Ergebnis, dass der untersuchte Pumpspeicher vor dem
Wasserstoff -und Batteriespeicher die geringsten Umweltauswirkungen hat. Die
Ergebnisse werden in den Kontext vorhanden Literatur gestellt. Eine kritische
Analyse des Einflusses diverser Randbedingungen wie der funktionellen Einheit,
der Normierung der Lebensdauer, dem Einfluss des eingespeicherten Stroms,
die Qualität der Datenbanken bzgl. Recycling findet statt.
Sofern die Datenqualität der verwendeten Datenbanken Recyclingprozess
ausreichend abbildet, gilt es, die Analyse auszuweiten. Weiterhin muss die geopolitische
Verfügbarkeit der verwendeten Rohstoffe in Entscheidungsprozesse
einfließen und konstatiert werden, dass alle betrachteten Energiespeicher im
Energiesystem der Zukunft ihre Daseinsberechtigung haben.

The goal of greenhouse gas neutrality, the expansion of renewable energies,
the phase-out of nuclear power generation and the planned phase-out of coalfired
power generation have initiated a historically unprecedented change. The
path we have taken makes it necessary to decouple electricity generation and
consumption in terms of space and time. The electrical energy storage systems
required for this have been anchored in energy law as an independent, fourth
pillar since 2023.
This work makes a contribution to understanding the upcoming challenges by
taking a holistic view of energy storages. ... mehrThe focus is on a detailed, critical
and comparative life cycle analysis of a pumped hydro storage, battery storage
and hydrogen storage. Special consideration is given to the historical context
of energy policy, which illustrates the influence of its decisions on the energy
system; the discussion of the necessary raw materials under geopolitical aspects;
regulatory barriers to energy storage and social aspects with regard to the
acceptance of large-scale infrastructural projects.
The study concludes that the pumped storage system examined has the lowest
environmental impact, ahead of hydrogen and battery storage. The results are
placed in the context of existing literature. A critical analysis of the influence
of various boundary conditions such as the functional unit, the standardization
of the service life, the influence of the stored electricity and the quality of the
databases with regard to recycling is carried out.
If the data quality of the databases used sufficiently reflects the recycling process,
the analysis must be expanded. Furthermore, the geopolitical availability of the
raw materials used must be taken into account in decision-making processes
and it must be established that all the energy storage systems considered have a
right to exist in the energy system of the future.