Batteriespeicherprojekte, großes Potenzial für Inselnetze und ZEV's hinter dem Zähler.

Das Wachstum und der Ausbau der erneuerbaren Erzeugung ist weltweit einer der größten Erfolge des Energiesektors in den letzten zehn Jahren. Mit diesem Erfolg geht jedoch die Herausforderung einher, die Aufrechterhaltung effizienter und effektiver Stromnetze durch die richtige Integration variabler erneuerbarer Energiequellen wie Sonne und Wind zu gewährleisten.

Da die Durchdringung der erneuerbaren Energien steigt, wird die Aufrechterhaltung der Netzzuverlässigkeit immer schwieriger und kostspieliger. Die Deckung des steigenden Flexibilitätsbedarfs bei gleichzeitiger Dekarbonisierung Stromerzeugung ist eine zentrale Herausforderung für den für den gesamten Sektor, und es müssen alle Flexibilitätsquellen genutzt werden. Während der Einsatz von Energiespeichern nicht neu ist, hat sich die Energiespeicherung und insbesondere Batteriespeicher sich in den letzten Jahren zu einem wichtigen Teil des modernen Stromnetzes entwickelt.

Anwendungen der Energiespeicherung.

Projekte zur Energiespeicherung haben im Allgemeinen eine kompliziertere Rolle in den Energienetzen zu spielen als die erneuerbare Energieerzeugung. Speichersysteme können unterschiedliche Speichertechnologien haben und müssen im Zusammenhang mit den Anwendungen und Dienstleistungen, die sie bieten, verstanden werden.

Diese reichen zum Beispiel vom kurzfristigen Ausgleich von Angebot und Nachfrage, zur Wiederherstellung des Netzbetriebs nach einem Stromausfall, der Bereitstellung von Betriebsreserven bis hin zu Investitionen in neue Übertragungs- und Verteilungsleitungen.

Mehrere Anwendungen, welche Energiespeicher erfüllen können, können auch durch alternative Maßnahmen und/oder Infrastruktur erfüllt werden, wie zum Beispiel Nachfragereduzierung, Nachrüstung von Kraftwerken, Smart-Grid-Maßnahmen zur Verbesserung der Strom-Netze und andere Technologien, welche die Netzflexibilität verbessern.

Die Vor- und Nachteile dieser anderen Maßnahmen im Vergleich zur Energiespeicherung müssen im Kontext des jeweiligen Energiemarktes betrachtet werden. In den kommenden Jahren können zum Beispiel mit Erdgas betriebene Kraftwerke, Kraftwerke mit Kohlenstoffabscheidung und -speicherung als "Peaker" fungieren, welche schnell genug Strom erzeugen, um die Kapazität sicherzustellen, so dass die Kapazität ausreicht, um die Systemnachfrage zu decken und gleichzeitig die Emissionen zu reduzieren.

Für Regionen, die Gas importieren (z. B. große Teile Asiens) oder Regionen ohne große eigene Gaserzeugung, kann diese Art Energiespeicherung mit oben beschriebenen Anwendung möglicherweise teuerer werden (siehe aktuelle Gaspreise 07/2022). Als Beispiel sei die Situation, mit der Kalifornien in den kommenden

Jahren konfrontiert ist erwähnt, denn das kalifornische Netz benötigt schätzungsweise 12 GW an Speicherleistung für den Ausgleich, nachdem die PV-Solarstromerzeugung die 9 GW der stillgelegten Gaskraftwerke ersetzt.

Es hat in den letzten Jahren verschiedene Versuche gegeben, die Energiespeicheranwendungen für stationäre Speichersysteme zu kategorisieren. Die breite der Anwendungen ist aber sehr gross: Es gibt industrielle Anwendungen wie die Verwendung von Batterien für unterbrechungsfreie Stromversorgung in Rechenzentren (USV), die Notstromversorgung der Telekommunikation bis hin zur Verwendung von Batteriesystemen auf Gabelstaplern. Der Einsatz von Speichern für industrielle Anwendungen übersteigt derzeit noch die netzbezogenen Anwendungen, was sich jedoch schnell umkehren wird.

Von diesen potenziellen Anwendungen werden einige mit größerer Wahrscheinlichkeit mehr nachgefragt werden als andere. Es wird prognostiziert, dass 55 % der bis 2030 gebauten Energiespeicher und Energiespeicherprojekte, vor allem der Energieverschiebung dienen werden. Mit Energieverschiebung ist die Speicherung von Solar- oder Windenergie zur späteren Entladung gemeint. 

Andere Anwendungen, wie die Energiespeicherung in der Verteilungs- und Übertragungsebene, sind weniger wahrscheinlich, da die Nachfrage nach diesen Diensten im Wesentlichen von einem freizügigen Regulierungssystem und weiterer Anreize abhängt. Damit ein Netzeigentümer diese Arten von Diensten in Anspruch nimmt, muss er sowohl die Möglichkeit als auch den Grund haben, dies zu tun, anstatt sich auf die traditionelle Investition in die Infrastruktur zu konzentrieren.

Der Markt hinter dem Zähler (also zum Beispiel in einem ZEV, Zusammenschluss zum Eigenverbrauch) ist jedoch ein Markt mit einem großen Potenzial für den Energiespeichersektor, insbesondere da auch kleine bis grosse Unternehmen versuchen, ihre eigenen Emissionen zu reduzieren, um ihre Nachhaltigkeitsziele zu erreichen. Die stationären Speichersysteme am Kundenstandort oder in einem ZEV speichern die Energie für den kommerziellen, privaten und industriellen Eigenverbrauch. Man geht davon aus, dass diese Speicher-Installationen etwa ein Viertel der weltweiten Energiespeicherung ausmachen werden.

Doch hier gibt es direkte Überschneidungen mit der Speicherung im Transportsektor. Die Energiespeicherung wird mehr und mehr für die Einbindung in dezentrale Erzeugungsnetze oder "Mini-Netze" ("Mikro-Netze" oder ZEV, Zusammenschluss zum Eigenverbrauch) genutzt. Vor allem, da Elektroauto-Batterien als Energiespeicher für den Antrieb von Elektrofahrzeugen selbst als auch zunehmend als Quelle für die Energiespeicherung für den Hausgebrauch verwendet werden können (Eigenverbrauchsoptimierung in einem ZEV).

Während Mini-Grids oder Mikronetze bisher eher mit Entwicklungsländern mit kleineren Netzen und mit kleineren Netzen und begrenzter erneuerbarer Erzeugung in Verbindung gebracht wurden, werden Energiespeicher in Industrieländern zunehmend für einzelne Mikronetze „hinter dem Zähler“ verwendet.

Sogenannte "hybride" Projekte zur gleichzeitigen Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien und Speicherung zwecks höherem Eigenverbrauch werden aufgrund der besonderen Marktmerkmale und Anreize immer häufiger umgesetzt. Dies ist zum Teil auf die stetig sinkenden Kosten zurückzuführen.

Neben der Erzeugung erwirken Hybridprojekte eine Energieverlagerung. Mikronetz-Anwendungen mit erneuerbaren Energien und steigender Kapazität sowie veränderten Verbrauchsmustern schaffen die Möglichkeiten für Preisarbitrage und ermöglichen es den Entwicklern, die Einspeisung in Zeiten mit höheren Preisen zu verlagern.

Höhere Netzflexibilität kann den Entwicklern von Hybridprojekten einen größeren Wert verschaffen. Projektentwickler können einen größeren Wert freisetzen, da mehr erneuerbare Energien zu Null-Grenzkosten an das Netz angeschlossen werden, was den Entwicklern je nach Markt eine gewisse Abmilderung von Perioden mit Null- oder Negativpreisen verschafft.

Mikronetze werden auch wirtschaftlich attraktiver, da die Entwickler Zugang zum Stromausgleichsmarkt erhalten und Netzdienstleistungen anbieten können. In einigen Märkten können Hybridprojekte derzeit schon Spitzenleistungen erbringen und sogar billiger sein als die Stromerzeugung aus Erdgas. Die Integration des Energiespeichersystems in den Rest der Anlage stellt zwar eine zusätzliche Inbetriebnahme und eine zusätzliche technische Herausforderung dar.

Diese Integration kann aber auch zu Kosteneinsparungen und anderen technische Vorteilen führen, wie z. B. eine bessere Auslastung des Transformators (was die Systemkosten senken kann) und ein höherer Kapazitätsfaktor.