Stationäre Batteriespeicher in der Energieversorgung

Entwicklungspotenzial, Anwendung, Wirtschaftlichkeit
Nach Quelle: Bayern Innovativ GmbH, Juni 2016

Die Energiewende braucht Speicher zum Ausgleich von Angebot und Nachfrage, zur Bereitstellung von Systemdienstleistungen und zur Gewährleistung der Versorgungssicherheit bei Dunkelflaute. Batterien sind dabei künftig unverzichtbare Komponenten, universell einsetzbar, leistungsstark und flexibel. Dabei stehen Batterien in Lösungskonkurrenz zu anderen Flexibilisierungsoptionen, Netzausbau und chemischer Speicherung. Die große Stärke der Batterien liegt in der universellen Einsetzbarkeit; ein Vorteil, der immer dann zum Tragen kommt, wenn diese Speicher multifunktional in das Versorgungssystem integriert und genutzt werden.

 

Teilnehmer informierten sich auch in der begleitenden Fachausstellung zum Forum "Stationäre Energiespeicher.

 
Bei dem vom Cluster Energietechnik organisierten Forum „stationäre Batteriespeicher in der Energieversorgung“ am 16. Juni an der Hochschule Landshut, gaben Experten aus der betrieblichen Praxis und aus der Wissenschaft gaben Einblicke in die neuesten technologischen Entwicklungen und berichten über ihre Erfahrungen aus der betrieblichen Praxis.

Welche Rolle kommt den Batteriespeichern im Versorgungssystem der Zukunft zu, welche Anwendungen sind schon heute wirtschaftlich und welche Entwicklungspotenziale bestehen für die Zukunft?

Der globale Aufbau neuer Fertigungskapazitäten im Bereich Lithium basierter Batterietechnologien und intensive Forschungs- und Entwicklungsanstrengungen, insbesondere in Japan, Korea und China, haben in den letzten Jahren zu massiv sinkenden Preisen geführt. Aktuell sinken die Preise für diesen Batterietyp mit einem Lernkurvenfaktor von 15 bis 20 Prozent. Damit sind diese Systeme aktuell der Preisbenchmark, einzig Bleibatterien sind derzeit ähnlich günstig.

Diese Preisdegression hat zu einer massiven Zunahme bei der Installation dezentraler Speichersysteme, sowohl in Privathaushalten als auch Industrie geführt und die Entwicklung steht hier erst am Anfang.

In seinem einführenden Referat stellte Christoph Pellinger von der Forschungsstelle für Energiewirtschaft die Ergebnisse der aktuell erschienenen Studie „Merit Order der Energiespeicher 2030“ vor. Für ihn ist die Unterscheidung in Akteurs- und Systeminteressen beim Roll Out von Speichern ein zentraler Aspekt. Aus Systemsicht, so eine zentrale Erkenntnis der Studie, ist das Erschließen von Flexibilitäten in Form „funktionaler Speicher“ zielführender als der Aufbau von Batterien. Insbesondere in den Bereichen Lastverschiebung in der Industrie und Power-to-Heat Konzepten im Wärmenetz liegen hier die größten Potenziale.

Die ökologischen Aspekte der Batterienutzung standen im Mittelpunkt des Beitrags von Professor Karl-Heinz Pettinger, HS Landshut. Während Lithium-basierte Akkumulatoren etwa 50 KWh Energieeinsatz je 1 KWh Speicherkapazität erfordern und Bleibatterien nur 15 KWh, liegen die Technologien auf Systemebene etwa gleich auf. Die Lithiumakkus kompensieren den höheren Energieaufwand durch größere Nutzungstiefe und höhere Zyklenzahlen. Ein zentrales Problem, welches bei weiter steigenden Produktionskapazitäten erheblich negative Auswirkungen haben kann, sind die derzeit fehlenden Recyclingkonzepte und Kapazitäten für Lithiumbatterien. Sie werden aktuell „thermisch verwertet“. 

„Es gibt derzeit keine klaren gesetzlichen Rahmenbedingungen für den Einsatz von Speichern“ war eine zentrale Aussage von Miriam Hegner, Bundesverband Energiespeicher. Ihr Beitrag gab einen guten Überblick über aktuell laufende Verfahren und Aktivitäten im Bereich Förderung, Gesetzgebung und Standardisierung. Systemintegrierte Ansätze zur Speichernutzung stellten auch in Ihrem Beitrag einen zentralen Baustein für den künftigen Erfolg der Batterienutzung in der Energieversorgung dar.

„Bevor wir ständig über Lösungen reden, sollten wir uns erstmal darauf verständigen welche Probleme wir damit lösen wollen“, so Professor Alfons Haber, Hochschule Landshut. Aus Systemsicht, so eine seiner zentralen Aussagen, hätten Speicher zur Eigenverbrauchsoptimierung erstmal keinen Mehrwert. Die Ergänzung des Stromnetzes um ein  Informations- und Kommunikationsnetz sei eine grundlegende Voraussetzung um Speicher systemdienlich integrieren zu können.

Die Zweitverwendung von Batterien aus der Mobilität im stationären Bereich war Thema des Beitrages von Dr. Henning Lorrmann, Fraunhofer ISC. Im Fokus steht hier die Ermittlung des Batteriezustandes beim Wechsel von der mobilen in die stationäre Anwendung. Trotz vieler Untersuchungen in diesem Bereich, gibt es derzeit keine hinreichenden Erkenntnisse bezüglich mechanischer Schädigung durch Vibration oder im Extremfall Verkehrsunfälle. Da entsprechende Schädigungen nicht erkannt werden können, besteht hier ein Anwendungs- und Sicherheitsrisiko für die Zweitverwendung.

In der Session am Nachmittag wurden verschiedene Modelle für den Einsatz stationärer Speicher vorgestellt, die interessante Einblicke in die aktuelle und künftige Nutzung von Batterien in der Energieversorgung ermöglichten.

 

Fazit der Veranstaltung

Batterien entwickeln, getrieben durch den Preisverfall im Bereich der Lithium-basierten Systeme, eine hohe Eigendynamik auch für Anwendungen im stationären Bereich. Eigenverbrauchsoptimierende Lösungen stehen dabei, ausgehend vom Interesse der Endkunden, im Vordergrund.  Diese Lösungen stehen ohne sinnvolle Ansätze der Systemintegration teilweise im Widerspruch zu den Anforderungen eines Energieversorgungssystems. Es ist absolut vordringlich, diesen Widerspruch lösungsorientiert anzugehen. Hierfür ist es erforderlich, die notwendigen Rahmenbedingungen rasch auf den Weg zu bringen. Im Idealfall lässt sich der dann durchaus sinnvolle Trend zum Eigenverbrauch mit der Abdeckung von Anforderung aus dem Bereich der Systemdienstleistungen kombinieren. Die Lösung kann in einer systemintegrierten, multifunktionalen Betriebsweise der dezentralen Batterien liegen. Auch wenn aktuell Lastverschiebung und Power-to-Heat für sich genommen noch die günstigeren Flexibilitätsoptionen darstellen, wäre es unklug auf die Mehrwerte der Batterien zu verzichten.

Neben der umfassenden Darstellung technischer Innovationen war das Forum eine ideale Plattform zum Erfahrungsaustausch und zur Anbahnung neuer Kooperationen.

Weitere Informationen:
www.bayern-innovativ.de/batterie2016