ENERGIE­SPEICHER
FÜR DIE SYS­TEM-INFRA­STRUK­TUR

Ener­gie­spei­cher spie­len eine immer wich­ti­gere Rolle bei der Umset­zung der Ener­gie­wende in der Sys­tem­in­fra­struk­tur, sowohl im Strom- als auch im Wär­me­sek­tor und jetzt auch in der Mobi­li­tät — auf Stra­ßen, Was­ser und Luft.

Im Strom­sek­tor ste­hen vor allem große Erzeu­gungs­an­la­gen und die Über­tra­gungs­netze im Mit­tel­punkt. Im Hin­blick auf die Über­tra­gungs­netze besteht die Her­aus­for­de­rung darin, die vor­han­de­nen Kapa­zi­tä­ten opti­mal zu nut­zen und Last­spit­zen, wie bei­spiels­weise durch die Erzeu­gungs­spit­zen von PV-Anla­gen, aus­zu­glei­chen. Gleich­zei­tig ist es von zen­tra­ler Bedeu­tung, die Netz­fre­quenz sta­bil zu hal­ten, wofür ein Aus­gleich von Erzeu­gung, Ver­brauch und Blind­leis­tung erfor­der­lich ist, um die Ver­sor­gungs­si­cher­heit zu gewähr­leis­ten.

Pump­spei­cher domi­nie­ren die­ses Geschäft seit Jahr­zehn­ten. Deutsch­land ver­fügt über mehr als 30 Pump­spei­cher­kraft­werke (PSW), die ins­ge­samt eine Kapa­zi­tät von rund 40 GWh und eine Leis­tung von 6,4 GW auf­wei­sen. Dies ent­spricht immer noch etwa 90 Pro­zent der gesam­ten Strom­spei­cher­ka­pa­zi­tät in Deutsch­land.

Dane­ben gewin­nen Groß­bat­te­rie­spei­cher zuneh­mend an Bedeu­tung für die Sys­tem­in­fra­struk­tur. Durch ihre sehr schnel­len Reak­ti­ons­zei­ten kön­nen Bat­te­rien wich­tige Sys­tem­dienst­leis­tun­gen beson­ders effi­zi­ent erbrin­gen und die Netz­aus­las­tung opti­mie­ren. Das bedeu­tet, dass sie in der Lage sind, inner­halb von Mil­li­se­kun­den auf Ände­run­gen im Netz zu reagie­ren und Leis­tung bereit­zu­stel­len oder auf­zu­neh­men. Auch wenn in Deutsch­land wei­ter­hin ein gro­ßes Poten­zial und wohl auch Bedarf für neue PSW mit hohen Leis­tun­gen besteht, sind Bat­te­rie­spei­cher dezen­tral fle­xi­bler ein­setz­bar. Der­zeit sind etwa 1,1 GW Groß­bat­te­rie­spei­cher in Deutsch­land instal­liert. Die Bun­des­netz­agen­tur hat zuletzt einen Bedarf von 27 GW in den Netz­ent­wick­lungs­plan auf­ge­nom­men.

Spei­cher wer­den zuneh­mend an gro­ßen Wind- oder PV-Parks ein­ge­setzt, um die Ein­spei­sung von Wind- und Son­nen­strom zu glät­ten und Erzeu­gungs­spit­zen abzu­fan­gen. Dadurch wird eine fle­xi­ble und kon­ti­nu­ier­li­che Strom­ver­sor­gung aus erneu­er­ba­ren Quel­len gewähr­leis­tet und Abre­ge­lun­gen von Wind­strom ver­mie­den. Die­ser Nut­zen von Spei­chern för­dert die Ener­gie­wende und spart gleich­zei­tig Kos­ten.

Groß­wär­me­spei­cher wer­den in der Regel in Fern­wär­me­net­zen ein­ge­setzt, um die Wär­me­ver­sor­gung der ange­schlos­se­nen Kun­den sicher­zu­stel­len. In Fern­wär­me­net­zen kön­nen sie dazu bei­tra­gen, den Ein­satz von fos­si­len Brenn­stof­fen zu redu­zie­ren und den Anteil erneu­er­ba­rer Ener­gien zu erhö­hen. Durch die Spei­che­rung über­schüs­si­ger Wär­me­en­er­gie kön­nen Schwan­kun­gen in der Wär­me­er­zeu­gung aus erneu­er­ba­ren Quel­len wie Solar­ther­mie oder Bio­masse aus­ge­gli­chen wer­den. Sie tra­gen dazu bei, den Ein­satz fos­si­ler Brenn­stoffe zu redu­zie­ren und den Anteil erneu­er­ba­rer Ener­gien zu erhö­hen. Zugleich stei­gern sie die Ver­sor­gungs­si­cher­heit und ermög­licht eine effi­zi­en­tere Nut­zung der Erzeu­gungs­ka­pa­zi­tä­ten.

Groß­wär­me­spei­cher kön­nen als Puf­fer­spei­cher fun­gie­ren und damit eine wich­tige Rolle bei der Sta­bi­li­sie­rung des Strom­net­zes spie­len. Bei einem Über­an­ge­bot an erneu­er­ba­rer Ener­gie kann über­schüs­sige elek­tri­sche Ener­gie zur Wär­me­er­zeu­gung genutzt wer­den, bei­spiels­weise für den Wär­me­pum­pen­be­trieb oder Power-to-Heat Sys­te­men. Auf diese Weise kann eine effi­zi­en­tere Kopp­lung der Sek­to­ren Strom und Wärme erreicht wer­den.

In der Sys­tem­in­fra­struk­tur fin­den auch mobile ther­mi­sche Spei­cher zuneh­mend Anwen­dung. Gerade dort, wo der Auf­bau eines Wär­me­net­zes auf Schwie­rig­kei­ten stößt, kön­nen ther­mi­sche Spei­cher in der mobi­len Aus­füh­rung Ver­sor­gungs­lü­cken schlie­ßen und erneu­er­bare Wärme pass­ge­nau zum Kun­den lie­fern.

Dar­über hin­aus steht der Markt­ein­tritt von Was­ser­stoff als Ener­gie­trä­ger bevor, auch im Bereich der Sys­tem­in­fra­struk­tur. Erste Umbau­maß­nah­men für Was­ser­stoff­ka­ver­nen haben bereits begon­nen und Elek­tro­ly­seure sind in Pla­nung. Was­ser­stoff bie­tet als erneu­er­ba­rer Ener­gie­trä­ger gro­ßes Poten­zial als Lang­zeit­spei­cher, fin­det aber auch zuneh­mend Anwen­dung in der Mobi­li­tät und als Ersatz für fos­sile Brenn­stoffe in der Indus­trie.

Ener­gie­spei­cher­tech­no­lo­gien sind essen­zi­ell auch für die Mobi­li­täts­in­fra­struk­tur, haupt­säch­lich für Schnell­la­de­säu­len und auch Lade­parks für viele E‑Fahrzeuge. Ohne Puf­fer­spei­cher oder inte­grierte Bat­te­rien nicht die not­wen­dige Lade­leis­tung bereit­stel­len, um schnell seine Fahrt fort­set­zen zu kön­nen. Der Aus­bau des Strom­net­zes dau­ert lange und ist kost­spie­lig, wäh­rend Spei­cher eine schnelle und fle­xi­ble Lösung bie­ten kön­nen, pri­mär in städ­ti­schen Gebie­ten.

Lade­sta­tio­nen mit inte­grier­ten Puf­fer­spei­chern ermög­li­chen mitt­ler­weile das Laden mit bis zu 350 kW Leis­tung. Das bedeu­tet, dass ein Elek­tro­fahr­zeug inner­halb von etwa 15 Minu­ten nach­ge­la­den wer­den kann, ohne das Strom­netz außer­or­dent­lich zu belas­ten.

Ins­be­son­dere Bat­te­rie­spei­cher fin­den auch Anwen­dung für die Ver­sor­gung von Schif­fen und der Hafen­in­fra­struk­tur. Die Gruppe der Spei­cher­tech­no­lo­gien, die unter Power-to‑X zusam­men­ge­fasst wird (Power-to-Gas, Power-to-Liquids, Syn­fuels etc.), ermög­licht zudem eine Inte­gra­tion erneu­er­ba­rer Kraft­stoffe in den Flug- und Schwer­last­ver­kehr, um die Ver­kehrs­wende vor­an­zu­trei­ben.

Der BVES setzt sich aktiv für den brei­ten Ein­satz von Ener­gie­spei­chern als Lie­fe­rant für die not­wen­dige Fle­xi­bi­li­tät und als Garant der Ver­sor­gungs­si­cher­heit in der Sys­tem­in­fra­struk­tur von Strom, Wärme und Mobi­li­tät ein. Viele Ein­satz­ge­biete sind noch neu und müs­sen drin­gend regu­la­to­risch Berück­sich­ti­gung fin­den und deut­lich ent­bü­ro­kra­ti­siert wer­den. Eine ein­heit­li­che Geneh­mi­gungs­pra­xis wäre ein wich­ti­ger ers­ter Schritt.

Die BVES-Arbeits­grup­pen unter­stüt­zen und beglei­ten die Umset­zung neuer Ener­gie­spei­cher-Pro­jekte in Deutsch­land, ana­ly­sie­ren die recht­li­chen Rah­men­be­din­gun­gen und erar­bei­ten Ver­bes­se­rungs­vor­schläge. Die Finan­zie­rung grö­ße­rer Pro­jekte durch Ban­ken, Finanz­dienst­leis­ter und Ver­si­che­run­gen ist ein zen­tra­les Thema, um den Bau gro­ßer Spei­cher zu rea­li­sie­ren. Die AG Finan­zen beschäf­tigt sich des­halb mit der Ana­lyse von Geschäfts­mo­del­len, der Aus­ar­bei­tung von Anreiz­sys­te­men für Fle­xi­bi­li­täts­lö­sun­gen und bringt Inves­to­ren, Ban­ken und Ver­si­che­run­gen mit­ein­an­der ins Gespräch.

Zudem arbei­tet der Fach­be­reich Nor­men und Stan­dards an die Ent­wick­lung eigen­stän­di­ger tech­ni­scher Anschluss­re­ge­lun­gen für Spei­cher, um eine ein­heit­li­che und sichere Inte­gra­tion von Spei­chern in die Ener­gie­sys­teme zu gewähr­leis­ten.