Batteriespeicher: Warum der Zubau den Strommarkt der Zukunft bestimmt

Die erneuerbaren Energien sind zentrale Akteure im Stromsystem der Zukunft – das ist allseits bekannt. Weniger bekannt ist: Für die erfolgreiche Energiewende sind enorme Speicherkapazitäten erforderlich. Der reelle Bedarf ist immens und der Zubau muss rasch erfolgen. Was bedeutet das für den Speichermarkt? Dieser Beitrag unseres Zero Carbon Magazins beleuchtet für Sie die Fakten und erklärt, warum bald allseits von Batteriespeichern die Rede sein wird.

Hintergrund: Die Transformation des Stromsystems

Die Stromversorgung in Deutschland war vor einigen Jahrzehnten noch einfach gestrickt: Früher versorgten große Kraftwerke die Bundesrepublik mit Energie. Das Stromsystem war zentralisiert und übersichtlich. Heute ist das Bild ein völlig anderes: Durch die Liberalisierung der Energiemärkte ist das Thema Strom wesentlich komplexer geworden. Jetzt unterliegt das Land einem dezentralen System – an vielen kleinen und großen Stellen wird in Deutschland Energie erzeugt und verbraucht.

Offene Märkte und dezentrale Strukturen sind eine großartige Sache. Allerdings stellt die Energiewende das liberale Stromsystem vor immense Herausforderungen. Die regenerativen Energieträger, auf die die Energiebranche in Deutschland umschwenkt, sind weder flexibel noch flächendeckend oder zeitunabhängig verfügbar. Kohle war jederzeit zu haben und ließ sich rund um die Uhr verstromen. Energie aus Photovoltaikanlagen gibt es jedoch nur dann, wenn die Sonne scheint. Hinzu kommt: Die großen Windparks an den Küsten Deutschlands erzeugen zuverlässig viel Energie, allerdings mehr als im Norden verbraucht werden kann. Im Süden und Westen mit seinen zahlreichen Industriestandorten steigt hingegen der Grünstrombedarf.

Eine neue Energierealität: Batteriespeicher schaffen die nötige Flexibilität

Der Ausbau der Erneuerbaren ist eines der Top-Themen in der Öffentlichkeit. Ob Solarpaneele oder Windräder – der Zubau an neuen Stromerzeugungsanlagen ist dabei nur eine Seite der Medaille. Genauso wachsen die Anforderungen an die Übertragungsnetze. Energie muss künftig teilweise über weite Strecken transportiert werden. Außerdem ist mehr Flexibilität in den Netzen essenziell, um die wetterbedingte Verfügbarkeit von regenerativen Energiequellen zu kompensieren. In wirtschaftlicher Hinsicht bedeutet das: Die Märkte werden zwangsläufig volatiler. Die Strompreise schwanken je nach aktueller Verfügbarkeit. Nicht zuletzt erfordert die Energiewende allein aus physikalischer Sicht eine Transformation. Das Stromnetz benötigt eine konstante Frequenz von 50 Hertz. Zu Zeiten von Witterungsbedingungen, die für die erneuerbare Stromproduktion ungünstig sind, sind die Netze unterlastet. Andersherum kann das Stromnetz eine sehr hohe Grünstromproduktion zeitweise nicht aufnehmen.

Auf all diese Herausforderungen gibt es nur eine Antwort: Speicher! Tatsächlich sind Speichertechnologien regelrechte Gamechanger für die Energiewende. Die Idee der Zwischenspeicherung von Strom ist sowohl unter technischem als auch wirtschaftlichem Aspekt unabdingbar für die Energieversorgung der Zukunft.

Auf einen Blick: Darum sind Batteriespeicher für die Energiewende so wichtig

• Versorgungssicherheit: Batteriespeicher bevorraten überschüssigen Strom und stellen diesen bei Bedarf wieder zur Verfügung.
• Netzstabilität: Batteriespeicher sorgen für die nötige Betriebsfrequenz und Spannung im Stromnetz durch das bedarfsgerechte Einleiten von gespeichertem Strom.
• Netzoptimierung: Batteriespeicher ermöglichen ein wesentlich flexibleres und ausgeglicheneres Stromsystem – auf technischer wie auf wirtschaftlicher Seite.
• Preisstabilität: Batteriespeicher reduzieren die Volatilität des Strommarkts und bringen Angebot und Nachfrage in Einklang.

Energiespeicher sind netzdienlich und in volkswirtschaftlicher Hinsicht absolut sinnvoll. Die Speicherbetreiber selbst profitieren davon: Diese können den zur Mittagszeit überschüssigen Grünstrom in ihren Anlagen speichern und ihn, steigen die Nachfrage und die Preise, wieder ins Netz zurückleiten. Ein deutlicher Zubau an Speicherkapazitäten würde außerdem eine jederzeit gedeckte Grünstromversorgung der Industrie sicherstellen.

Großer Bedarf an Batteriespeichern

In Sachen Speicherkapazitäten ist noch einiges tun, und das sogar möglichst schnell. Die Herausforderung: Bereits Im Jahr 2030 – also zeitgleich mit dem Kohleausstieg – wird es in Deutschland einen beachtlichen Speicherbedarf geben. In Fachkreisen rückt das drängende Thema der Speicherkapazitäten deshalb in den Fokus. Die deutschen Übertragungsnetzbetreiber sehen einen hohen Bedarf an Zubau. Laut des aktuellen Netzentwicklungsplans (NEP) wäre in Deutschland je nach künftigem Versorgungszenario allein im Bereich der PV-Batterien ein Zubau auf eine Gesamtleistung von bis zu 113,4 Gigawatt erforderlich. Grundsätzlich nehmen die Fachleute an, dass für den deutschen Markt 12 Gigawatt an Speicherleistung durch Pumpspeicherkraftwerke und zusätzlich bis zu 168 Gigawatt durch Groß- und Kleinbatteriespeicher abgedeckt werden müssten.

Der Umbau des Stromsystems in Deutschland

Das sind harte Zahlen, die verdeutlichen, wie vielschichtig und komplex die Energiewende in der Praxis ist. Denn: Der Bau neuer Pumpspeicherkraftwerke ist in Deutschland aus zahlreichen Gründen eher unwahrscheinlich. Als Vorreiter grüner Technologien hat sich die Bundesrepublik zudem zum konsequenten Ausbau der Erneuerbaren verpflichtet. Während Länder wie Italien noch auf Back-up-Speichersysteme mit Erdgas zurückgreifen, gibt es hierzulande wenig Alternativen für nachhaltige Speicherkonzepte. Hinzu kommt: Der Heimspeichermarkt in Deutschland floriert. Das ist zwar eine erfreuliche Entwicklung, aber: Die Netzbetreiber können nicht auf Heimspeicher zugreifen. Dies macht die künftige Bedarfsplanung und -streuung im Stromnetz nochmals komplizierter.

Wasserstoff wird beim Ausbau begleitend eine Rolle spielen, um die saisonale Verfügbarkeit von Strom sicherzustellen. Batteriespeicher bilden hingegen den entscheidenden Hebel für die Speicherproblematik – jedenfalls in Deutschland. Diesbezüglich relevant ist insbesondere die Lithium-Ionen-Technologie. Diese ist jedoch (noch) vergleichsweise teuer. Die Fortschritte in der Forschung und Entwicklung legen dennoch nahe, dass Batteriesysteme künftig günstiger, leistungsfähiger, langlebiger und somit wirtschaftlicher werden. Es bleibt also eine Mammutaufgabe, den steigenden Speicherbedarf in Deutschland zu decken – aussichtsreiche Lösungen werden allerdings nicht lange auf sich warten lassen.

Ein Musterbeispiel im Speicherbereich: Die Kraftwerksgruppe Pfreimd

Die Pumpspeicherkraftwerke der Kraftwerksgruppe Pfreimd in der Oberpfalz zeigen auf innovative Art, wie Batteriespeicher dazu beitragen, die Netzstabilität zu gewährleisten. Die Pumpspeicher des von ENGIE betriebenen Kraftwerks haben eine Gesamtleistung von 137 Megawatt. Ergänzt werden sie durch einen Batteriespeicher. Die Dopplung ist prinzipiell eine Vorsichtsmaßnahme, da sich die Technologien gegenseitig absichern. Tatsächlich war ENGIE das erste Unternehmen, das ein entsprechendes Doppelspeicherkonzept an einem Standort erfolgreich in der Praxis umgesetzt hat. Der Batteriespeicher verfügt über eine Leistung von 13 Megawatt – das entspricht ungefähr 22.000 handelsüblichen Autobatterien.