Speicher: „The next big thing?!“

Mit den Worten „the next big thing” pflegte Steve Jobs neue Produkte wie iPhones und iPads anzukündigen. Mittlerweile hat sich die Phrase für Technologien und Entwicklungen eingebürgert, die eine hohe disruptive Wirkung entfalten bzw. von denen angenommen wird, dass sie eine solche haben können. Spätestens seit Teslas Powerwall und dem später erschienenen Heimspeicher von Mercedes Benz Energy werden Batteriespeicher als mögliches „next big thing” gehandelt. Daher möchten wir Ihnen in diesem Artikel einen kurzen Einblick in technologische Grundlagen, Anwendungsmöglichkeiten und das Potenzial von Speichern in der Energiewirtschaft geben.
 

Bedeutung von Speichern

Für die Speicherung von Energie kommen grundsätzlich verschiedene Technologien und Anwendungen in Betracht. Die Speichertechnologien unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Speicherdauer, der -prozesse, -medien und ihrer möglichen Anwendungen. Der Bedarf an Stromspeichern ist stark an die Entwicklung der Energiewende in Deutschland geknüpft, vermeldete Stephan Kohler, Vorsitzender der Deutschen Energie-Agentur (dena), bereits Ende 2014 in einer Pressemitteilung:

„Stromspeicher sind unverzichtbar für die Energiewende. Wer etwas anderes behauptet, schadet der Energiewende und setzt letztendlich die Versorgungssicherheit in Deutschland aufs Spiel.”

Die Aussage ist dadurch begründet, dass Speicher die fluktuierende Erzeugung der Erneuerbaren Energien ausgleichen können. Mit einem steigenden Anteil an Erneuerbaren Energien in der Stromversorgung wird folglich auch der Bedarf an Speichern wachsen, um die Versorgungssicherheit der Stromversorgung sicherzustellen.
 

Technologische Grundlagen

Im momentanen Fokus der Branche stehen Batteriespeicher, v.a. repräsentiert durch Blei-Säure-Batterien, Lithium-Ionen-Batterien und Redox-Flow-Batterien. Während Blei-Säure-Batterien und Lithium-Ionen-Batterien hauptsächlich im Segment der Haushaltsspeicher in Kombination mit PV-Anlagen zum Einsatz kommen, sind Redox-Flow-Batterien eher im Segment der Großspeicher anzutreffen. Die drei Technologien unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Funktionsweise, der verwendeten Aktivmaterialien und Elektrolyte. Sie beeinflussen die Lebensdauer und die mögliche Entladetiefe der Batterien.

Bei der Lebensdauer von Batteriespeichern werden die kalendarische Lebensdauer und die zyklische Lebensdauer unterschieden. Zellveränderungen innerhalb der Batterie können durch die zeitliche Komponente und/oder durch das Ablaufen von Reaktionen in der Zelle während eines Lade-Entlade-Zyklus verursacht werden. Generell wird die Lebensdauer einer Batterie in Abhängigkeit ihrer noch verfügbaren Kapazität bestimmt. Üblicherweise wird als Lebensende (end of life) das Erreichen von 80 Prozent der Anfangskapazität angegeben. Das bedeutet nicht, dass die Batterie nicht mehr funktioniert, jedoch können im Vergleich zum Beginn nur noch maximal 80 Prozent der ursprünglichen Kapazität genutzt werden.
 

Anwendungsmöglichkeiten

Einen Überblick über die zahlreichen Anwendungsmöglichkeiten von Speichern gibt die folgende Grafik:

Speicher können sowohl im Segment der Strom­erzeugung als auch im Netzbetrieb genutzt werden. Zurzeit sind Solar­stromspeicher im Haushalts­segment zur Erhöhung des Eigenverbrauchs von Strom aus PV-Anlagen am weitesten verbreitet. Bilanz­kreis­ausgleich, Arbitragehandel und Peak Shaving finden meist in Kombination mit anderen Anwendungen statt und nur selten als „Standalone”-Produkt. So können Speicher z.B. im Gewerbe in Kombination mit einer PV-Anlage zur Erhöhung des Eigenverbrauchs und gleichzeitig zur Reduzierung der Lastspitzen (= Peak Shaving) genutzt werden.

Für den Netzbetrieb gibt es bereits erste Großspeicher, die erfolgreich am Regelenergiemarkt partizipieren. Aufgrund regulatorischer Bestimmungen lassen sich Speicher in den meisten anderen Anwendungs­gebieten im Netzbetrieb (z.B. als Alternative zum Netzausbau) nicht wirtschaftlich betreiben. Aktuell fehlt hier die Möglichkeit, Investitionskosten über die Netzentgelte zu verrechnen, wie dies bei Investitionen in Kupfernetze der Fall ist.

Entwicklung des Speichermarkts

In den letzten 2 bis 3 Jahren hat sich die Zahl der installierten Speicher in Deutschland rasant erhöht. Während im Januar 2015 ca. 500 neue PV-Speicher installiert wurden, waren es im Januar 2016 schon fast 3.500.

^{Quelle: RWTH Speichermonitoring Mai 2016}
 

Die Entwicklung ist sicherlich auch der hohen Preis­degression in dem Segment zu verdanken. Nach Zahlen der RWTH Aachen war bei Lithium-Ionen-Batterien im Haushalts­segment seit Beginn 2013 eine durchschnittliche jährliche Preisdegression von 18 Prozent zu verzeichnen. Es wird erwartet, dass die Preise sowohl für kleine Speicher als auch für Groß­speicher der Megawattklasse über die kommenden Jahre weiterhin stark sinken und den Speicher­markt zusätzlich ankurbeln.

Fazit

Speicher bieten eine große Bandbreite an Einsatz- und Erlös­möglichkeiten sowie an Einspar­potenzialen. Während Solar­strom­speicher bereits im Markt angekommen sind, entwickeln sich die anderen Bereiche mit hoher Geschwindigkeit. Hier gilt es am Ball zu bleiben, mögliche Geschäftsmodelle auf ihre Wirtschaft­lich­keit hin zu überprüfen sowie Erfahrungen mit dem Betrieb und den Einsatzmöglichkeiten von Speichern zu sammeln. Beim Betrieb von Solarstromspeichern haben sich viele verschiedene Anbieter bereits etabliert und erweitern ihre Dienstleistungen rund um Speicher, z.B. mit einer 100-prozentigen Stromversorgung von Haushalten. Die gesamte Palette an Möglichkeiten wird sich hier sicherlich noch erweitern – doch wer jetzt keinen Fuß in die Tür bekommt und proaktiv handelt, schafft sich unnötige Hürden für einen späteren Markteintritt.