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FAQ

Was sind Energiespeicher?

Ein Energiespeicher kann Energie aufnehmen und zu einem späteren Zeitpunkt, teilweise an einem anderen Ort, wieder abgeben. Der Speicherprozess besteht aus drei Schritten: Laden, Speichern und Entladen. Nach dem Entladen kann ein Energiespeicher erneut geladen werden. Die Energieform (Elektrizität, Wärme, Kälte, mechanische Energie, chemische Energie), die ein Energiespeicher aufnimmt, wird häufig in dieser Form wieder abgegeben. Zum Entladen kann sie wie bei Power-to-Gas- oder Power-to-Heat-Speichern jedoch auch in der gespeicherten Form bereitgestellt werden. Oft wird die Energieform zum Speichern in eine andere umgewandelt (z. B. bei Pumpspeicherwerken oder Batterien). Die Speicherdauer beträgt je nach Speicher zwischen einigen Sekunden und Jahren.
Allerdings wird häufig die geladene Energieform zur Speicherung in eine andere umgewandelt (z.B. Pumpspeicherwerk, Batterie). Zum Entladen wird sie dann wieder in der ursprünglichen Form, in manchen Ausprägungen auch in der Form der Speicherung, bereitgestellt, z.B. Power-to-Gas oder Power-to-Heat.

Warum sind Energiespeicher wichtig?

Energiespeicher tragen wesentlich dazu bei, die Art und Weise, wie Strom erzeugt, übertragen und verbraucht wird, zu verbessern. Sie entlasten das System nicht nur bei Stromausfällen durch Stürme, Geräteausfälle oder Unfälle. Ihr wohl wichtigster Beitrag ist die Fähigkeit, Unterschiede in der Stromversorgung und der Energienachfrage innerhalb von Millisekunden auszugleichen. Dadurch wird das Stromnetz widerstandsfähiger, effizienter und umweltfreundlicher:
Speicher garantieren Versorgungssicherheit: Bei zunehmender, fluktuierender Erzeugung von Strom aus erneuerbaren Energien wird eine zuverlässige Versorgung für den Wirtschaftsstandort Deutschland gesichert.
Speicher ermöglichen Flexibilität, Netzsicherheit und können zusätzlichen Netzausbau vermeiden: Speicher überbrücken zeitliche Unterschiede in Versorgung und Nachfrage. Sie geben dem Energieversorgungssystem damit mehr Flexibilität, unterschiedlich skalierte Erzeugungseinheiten auf der einen und unterschiedlich groß ausgelegte Verbrauchseinheiten auf der anderen Seite zu verbinden und in ein System zu integrieren. Fallen einzelne Einheiten unvorhergesehen aus, springen Speicher ein und sichern die Netzstabilität. Durch verschiedene Systemdienstleistungen wie Peak-Shaving, Regelenergie, die Bereitstellung von Blindleistung oder die Umwandlung von Strom zu Wärme/Kälte tragen Speicher zur Spannungs- und Frequenzhaltung bei und vermeiden somit lokale Überlastungen. Die Netze müssen nicht auf hohe Erzeugungsspitzen ausgelegt werden, da Speicher diese Spitzen abpuffern können. Damit wird das Gesamtsystem aus wirtschaftlicher und technischer Sicht deutlich optimiert.
Speicher machen erneuerbare Energien grundlastfähig, mindern die Notwendigkeit für Grundlastkraftwerke und schaffen den notwendigen Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch. Sie ermöglichen zudem die zunehmende, sinnvolle Verflechtung von Strom-, Wärme- und Mobilitätsnutzung.
Speicher reduzieren die Kosten der Versorgungssicherheit und ermöglichen eine wirtschaftlich effiziente Energieversorgung: Durch den Einsatz von Energiespeichern müssen weniger kostspielige Kraftwerkskapazitäten vorgehalten werden, da sie überschüssige Energie aufnehmen, wenn diese nicht gebraucht wird und abgeben, wenn der Bedarf höher ist als die Erzeugung. Mit hohen Stückzahlen (Serienfertigung) können die Kosten für die Technologie zudem immer weiter reduziert werden.

Welche Barrieren behindern die Entwicklung des Energiespeichermarktes?

Speicher brauchen einen fairen Marktzugang. Der ist derzeit jedoch nicht gegeben, denn Speicher werden juristisch als „Endverbraucher“ behandelt. Als Folge fallen beim Aufladen im Normalfall Teile der Abgaben und Steuern eines Endverbrauchers an. Beim Entladen des Stroms zahlt der empfangende Endverbraucher diese Steuern und Abgaben nochmals. Das verteuert die Speicherung auf sehr fragwürdige Art und Weise. Speicher brauchen deshalb dringend eine eigenständige Rolle im Energiesystem und der entsprechenden Gesetzgebung. So, wie es heute schon bei Erzeugungsanlagen, Netzen und Endverbrauchern der Fall ist, denn eine zwischengespeicherte Kilowattstunde darf nicht doppelt mit den gleichen Abgaben und Umlagen belastet werden.
Eine Reihe von Technologien ist marktreif und marktgängig. Die zentrale Rolle von Speichern bei der Versorgungssicherheit, ihr Effizienzpotential für das Gesamtsystem und nicht zuletzt ihr enormes Potential für den Wirtschaftsstandort Deutschland machen jedoch auch die Forschung an Speichertechnologien besonders förderungswürdig. Die bisherige Unterstützung durch Forschungsmittel zahlt sich bereits aus, muss jedoch weiter fortgeführt werden. Kapazität, Leistung und Lebensdauer sowie die Markintegration lassen sich noch erheblich verbessern. Dazu müssen sowohl innovative Ansätze in Demonstrations- und Referenzprojekten als auch die Marktreife in kommerziellen Projekten getestet werden.

Wo werden Energiespeicher eingesetzt?

So vielfältig wie die einsetzbaren Technologien, sind auch die Einsatzmöglichkeiten von Energiespeichern. Welcher Speicher passend ist, hängt von der jeweiligen zur Debatte stehenden Anwendung ab. Speicher unterscheiden sich u. a. hinsichtlich der Reaktionszeit, des Speichervolumens, der Ein- und Ausspeiseleistung und der Entladetiefe. Aber auch andere Parameter wie Platzbedarf, Gewicht, Selbstentladung, Wirkungsgrad, Lebensdauer und die spezifischen Kosten sind für die Auswahl relevant. So können beispielsweise Pump- und Druckluftspeicherkraftwerke überschüssige Erzeugungsleistungen von Kraftwerken speichern, Wärmespeicher wie Warmwasserspeicher werden häufig verwendet, um kurzfristig hohe Leistungen zur Verfügung zu stellen, Solarstromspeicher kommen bei der Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz zum Einsatz und Batteriespeicher zur Bereitstellung von Systemdienstleistungen, Eigenverbrauchsoptimierung und zunehmend im Bereich Elektromobilität.

Reduzieren Energiespeicher Energiekosten?

Energiespeicher tragen auf verschiedenen Ebenen zur Kosteneffizienz bei. Zum einen müssen durch ihren Einsatz weniger kostspielige Kraftwerkskapazitäten vorgehalten werden. Zum anderen liegt der große Vorteil von Energiespeichern darin, dass Verbraucher ihre Energie nicht mehr zu Spitzennachfragezeiten und damit höheren Kosten kaufen müssen. Dies gilt insbesondere im industriellen und stromintensiven Bereich, wo durch das sogenannte Peak Shaving hohe Kosten eingespart werden.
Im privaten Bereich ist es für Betreiber von Photovoltaik-Anlagen inzwischen günstiger, den Solarstrom selber zu verbrauchen, als ihn in das öffentliche Stromnetz einzuspeisen und dafür die Einspeisevergütung zu erhalten. Durch Energiespeicher können sie ihre Energiekosten senken, da Solarstrom mithilfe von Speichern nun nicht mehr nur dann genutzt werden kann, wenn er erzeugt wird, sondern auch zu Zeiten, wo der Bedarf hoch, die Produktion von Strom aber gering ist, etwa am Abend.
Mit hohen Stückzahlen (Serienfertigung) werden die Kosten für die Technologie zudem immer weiter reduziert und Einsparpotentiale wirtschaftlich erschlossen.

Speicheranwendungen: Was ist atypische Netznutzung?

Verbraucher aus Gewerbe & Industrie, deren Verbrauchsverhalten atypisch ist bzw. signifikant von dem Lastverhalten der weiteren Verbrauchern innerhalb der jeweiligen Spannungsebene abweicht, können beim Netzbetreiber individuelle Netzentgelte beantragen. Individuelle Netzentgelte ermöglichen Kosteneinsparungen. Mithilfe von Energiespeichern lassen sich die Voraussetzungen für diese Option zuverlässig erfüllen und Produktionsprozesse vorteilhaft flexibilisieren.

Speicheranwendungen: Was ist Blindleistung?

Elektrische Leistung, die zum Aufbau von magnetischen Feldern (z.B. in Motoren, Transformatoren) oder von elektrischen Feldern (z.B. in Kondensatoren) benötigt wird und nicht zur nutzbaren Arbeit beiträgt. Die Blindleistung reduziert die effektiv nutzbare Kapazität eines elektrischen Netzes und verursacht Leitungsverluste. Die Höhe der Netzspannung wird nicht nur durch die Wirkleistung der Erzeuger bzw. Verbraucher beeinflusst, sondern im Wesentlichen auch durch die an den unterschiedlichen regionalen Netzknoten bereitgestellte bzw. verbrauchte Blindleistung. Aus diesen Gründen kommt Anlagen mit der Möglichkeit, die Blindleistung zu regeln, eine besondere Bedeutung zu.

Speicheranwendungen: Was ist Dekarbonisierung?

Der anthropogene Treibhauseffekt führt zur globalen Erderwärmung, welche katastrophale Folgen für Mensch und Umwelt hat. Die Verringerung der vom Menschen verursachten CO2-Emissionen ist folglich ein lebenswichtiges, auch politisch hohes Ziel in Deutschland sowie der EU. Dem Energiesektor kommt für dieses Ziel eine zentrale Rolle zu. Die Energieversorgung bereitet die Lebensgrundlage der Gesellschaft inklusive aller Wirtschaftssektoren und das gegenwärtige Energieversorgungssystem ist (noch) stark kohlenstoffintensiv. Die Verdrängung treibhausgasintensiver Energiequellen ist über deren Ersatz per erneuerbarer Energiequellen möglich. Mithilfe von Speichern können Erneuerbare besser in das Energiesystem integriert werden. Weiterhin können Speicher Systemdienstleistungen und systemdienliche Leistungen zur Verfügung stellen, die im fossilen Energiesystem von fossilen Kraftwerken zur Verfügung gestellt wurden. Energiespeicher heben zudem die Energieeffizienz in verschiedenen Bereichen, sodass der Energieverbrauch reduziert wird. Auf vielfältige Weise können Speicher zur Dekarbonisierung eingesetzt werden.

Speicheranwendungen: Was ist Eigenversorgung?

Verbraucher, die sich mit erneuerbarer Energie aus eigenen Anlagen versorgen möchten, können mithilfe von Energiespeichern die Energie ihrer Erneuerbaren-Anlagen bis zu mehr als 70% effizienter nutzen. So können Energiespeicher beispielsweise mittels Sonnenergie erzeugten Strom auch nachts zur Verfügung stellen oder die selbsterzeugte erneuerbare Energie effizient für die Wärmeversorgung (Beispiel: Wärmepumpen) oder Mobilitätsversorgung (Beispiel: Ladestation des E-Fahrzeugs) verfügbar machen.

Speicheranwendungen: Was ist Steigerung der Energieeffizienz?

Je weniger Energie vom Moment der Erzeugung bis hin zum Verbrauch in der intendierten Anwendung in anderen Zusammenhängen verloren geht, desto energieeffizienter ist ein System. Energiespeicher können die Energieeffizienz in jedem System erheblich steigern, indem sie generierte Energie in dem Moment und in der Energieform zeitlich verfügbar machen, in welchem sie vom Zielanwender gebraucht wird. Energiespeicher flexibilisieren die zeitliche Verfügbarkeit von Energie. Energiespeicher werden zur Steigerung der Energieeffizienz beispielsweise bei der Abwärmenutzung, bei der Rekuperation mechanischer Energie oder bei der Kraft-Wärme-Kopplung eingesetzt.

Speicheranwendungen: Was ist eine Insellösung?

Die Energieversorgung innerhalb einer Insellösung verläuft unabhängig vom Gesamtsystem. Energiespeicher nehmen in diesen System eine Hauptrolle ein. Sie halten die Balance im System und regeln beispielsweise die Frequenz oder sorgen für die Spannungshaltung. Sie können auch einen Schwarzstart nach einem Systemausfall ermöglichen. Häufig werden sie Zusammenhang mit sogenannten Microgrids genannt. Microgrids können mit dem Gesamtsystem verbunden sein und sind fähig in den Betrieb als Insellösungen zu wechseln. Die Möglichkeit zum Weiterbetrieb eines Systems als Insellösung bei Ausfalls des Gesamtsystems erhöht die Resilienz des Energieversorgungssystems bzw. der betreffenden Infrastruktur.

Speicheranwendungen: Was ist Lastverschiebung?

Energiespeicher ermöglichen die zeitliche Verschiebung von Verbräuchen bzw. Lasten. In dieser Eigenschaft ermöglichen Speicher die Optimierung von Energieproduktion sowie Energieverbrauch. So kann beispielsweise über Energiespeicher Strom aus Erneuerbare-Energien-Anlagen vor deren Einspeisung bedarfsgerecht geregelt werden oder der Verbrauch von Strom über Energiespeicher der zeitlichen Verfügbarkeit von Strom angepasst werden. Die Speicheranwendung „Lastverschiebung“ ermöglicht beispielsweise den Tag/Nacht-Ausgleich bzw. Sommer/Winter-Ausgleich in der Energieversorgung mit Erneuerbaren.

Speicheranwendungen: Was ist Leistungserhöhung?

Erhöht sich der Leistungsbedarf von Verbrauchern am Netzanschluss, ist die Leistungserhöhung mittels Netzausbau mit sehr hohem Kosten- und Zeitaufwand verbunden (Baukostenzuschuss usw.). Energiespeicher können zur Leistungserhöhung eingesetzt werden und ermöglichen ressourceneffiziente Alternativen. Siehe auch „Pufferspeicher in der Ladeinfrastruktur“.

Speicheranwendungen: Was ist Frequenzregulierung durch Momentanreserve?

Momentan vorhandene Reserve zur Stabilisierung der Frequenz kann von Energiespeichern zur Verfügung gestellt werden. Der Begriff Momentanreserve bezieht sich konventionell auf die rotierenden Massen von beispielsweise Dampfturbinen oder Generatoren der Stromerzeuger im System.

Speicheranwendungen: Was ist Netzengpassmanagement?

Energiespeicher können bei Netzengpässen die lokale Überlastung von Stromleitungen oder Transformatoren durch Bereitstellung von negativer Kapazität (Energie kann vom Speicher aufgenommen werden) oder positiver Kapazität (geladene Energie kann vom Speicher abgegeben werden) schnell und sicher lösen.

Speicheranwendungen: Was ist Notstromversorgung?

Bei Ausfall der Stromversorgung, können aufgeladene Energiespeicher netzunabhängig, sicher und schnell ersatzweise die Stromversorgung aufrecht erhalten. Energiespeicher können in Verbindung mit Erneuerbaren die Notstromversorgung zur Verfügung stellen, wobei sie als Dieselersatz außerdem eine relevante Anwendung erfüllen.

Speicheranwendungen: Was ist Peak Shaving?

Der Begriff Peak-Shaving findet im Deutschen auch als „Lastspitzenkappung“ Verwendung. Diese Speicheranwendung ist im Bereich Gewerbe & Industrie besonders relevant. Gewerbliche und industrielle Stromverbraucher können ihre Stromkosten reduzieren und einen Beitrag zur Netzstabilität leisten, indem sie die verbrauchsstärksten Momente innerhalb einer Periode (Spitzen im Lastprofil) über ausgespeicherte Energie abdecken (und Energie aufnehmen, wenn die Last unterhalb eines definierten Maximums liegt). Kostenreduzierend kann sich die Anwendung Peak Shaving für Verbraucher aus Gewerbe und Industrie insbesondere in dem Zusammenhang auswirken, dass die Höhe ihrer Stromkosten anhand der höchsten Verbrauchsspitzen im Berechnungszeitraum ermittelt wird. Fallen die Verbrauchsspitzen niedriger aus, fallen auch die Stromkosten niedriger aus. Netzstabilisierend wirkt sich die Verstetigung des Leistungsbezugs aus. Weiterhin ist für Verbraucher aus Gewerbe und Industrie an dieser Speicheranwendung vorteilhaft, dass sich der Leistungsbezug ohne Unterbrechung des Betriebs reduzieren lässt.

Speicheranwendungen: Was sind Pufferspeicher in der Ladeinfrastruktur?

Energiespeicher, die in der Ladeinfrastruktur zur netzschonenden Leistungssteigerung eingesetzt werden, werden auch „Pufferspeicher“ genannt. Energiespeicher eignen sich sehr gut zur im Vergleich zum Netzausbau kostengünstigen Bereitstellung von Schnellladeoptionen für E-Fahrzeuge. Zudem ist die Aufladung der Pufferspeicher über rein erneuerbare Energiequellen möglich.

Speicheranwendungen: Was ist Regelleistung?

Durch ungeplante Kraftwerksausfälle oder fehlerhafte Wetter- und Verbrauchsprognosen können Abweichungen zwischen Erzeugung und Verbrauch entstehen. Der Einsatz der Regelleistung gleicht den Saldo dieser Abweichungen physikalisch aus. Die Regelleistung stellt damit sicher, dass die Differenzen zwischen angemeldeten Fahrplänen und Ist-Zustand im Saldo über die gesamte Regelzone ausgeglichen werden.

Es wird zwischen drei Arten von Regelleistung unterschieden:
– Primärregelleistung (PRL)
– Sekundärregelleistung (SRL)
– Minutenreserve (Tertiärregelleistung)

Bei PRL erfolgt die Ausschreibung für positive und negative RL zusammen, während sie bei SRl und MRL einzeln erfolgt. Man kann also auch nur negative SRL oder MRL anbieten. Das ist wichtig für P2G oder P2H Anlagen, die nur eine Art der RL anbieten können. Quelle: https://www.regelleistung.net

Speicheranwendungen: Was ist Schwarzstartfähigkeit?

Als Schwarzstart wird das Anfahren eines Kraftwerks bezeichnet, wenn dies unabhängig vom Stromnetz geschieht. Unter Schwarzstartfähigkeit versteht man die Fähigkeit eines Kraftwerks, unabhängig vom Stromnetz vom abgeschalteten Zustand ausgehend hochzufahren. Dies ist insbesondere bei einem flächendeckenden Stromausfall von Bedeutung, um das Netz wieder in Betrieb nehmen zu können. Die Energie schwarzstartfähiger Blöcke kann dann zum Anfahren nichtschwarzstartfähiger Blöcke verwendet werden.

Speicheranwendungen: Was ist Spannungshaltung?

„Spannungshaltung“ ist eine Systemdienstleistung, die von Energiespeichern erfüllt werden kann. Zur Gewährleistung der Stromversorgungssicherheit sowie der Stromqualität muss „die Spannung im Netz gehalten werden“. In Deutschland heißt das, dass die Netzspannung bei den Verbrauchern um maximal ±10 % vom Nennwert (230V) abweichen darf. Im Zuge des Ausbaus von Erneuerbaren Energien wird auch die Bereitstellung von Spannungshaltung über Energiespeicher zunehmend wichtiger.

Speicheranwendungen: Was ist Unterbrechungsfreie Stromversorgung (USV)?

Die Stromversorgung kann Schwankungen oder gar kurzfristigen Ausfällen unterworfen sein. In diesem Sinne kann die Stromqualität unterschiedliche Gütegrade haben. In einigen Bereichen können die Schäden einer niedrigen Stromqualität besonders groß sein, wie beispielsweise in Krankenhäusern (Operationssäle etc.), Rechenzentren oder in sensiblen Produktionsprozessen. Energiespeicher sorgen für eine hohe Stromqualität indem sie USV ermöglichen.