Stromspeicher: Von Flexibilität, „Ladenhütern“ und Lösungen

Gastautor Portrait

Dr. Alois Kessler

EnBW

Dr. Alois Kessler ist für die Koordination der Forschungs-aktivitäten der EnBW im Bereich dezentraler und erneuerbarer Energiesysteme zuständig. Er hat von 1986 bis 1992 in Stuttgart Maschinenbau studiert, danach nebenberuflich promoviert und Betriebswirtschaft studiert. Seit 2012 hat er zudem einen Lehrauftrag für industrielle Energieeffizienz an der Universität Stuttgart. Dr. Kessler vertritt die EnBW in einschlägigen Gremien, wie der DENA oder dem VDE. Vor seiner Tätigkeit im Bereich Forschung war er acht Jahre als Kraftwerksingenieur für die Kernkraftwerke der EnBW tätig.

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22. Juni 2015
Dr. Kessler, EnBW

Solar- oder Windstrom werden den Verbrauch im Netz immer häufiger übersteigen. Genauso wird es Zeiten geben, in denen erneuerbarer Strom nicht zur Deckung des Verbrauchs ausreicht und Ersatzkapazitäten notwendig sein werden. Energiespeicher können dabei auch als Kapazitätsreserve dienen. Freilich sind Speicher nur einer unter vielen Ansätzen, Erzeugung und Last in einem erneuerbaren Energiesystem in Einklang zu bringen. Die Steuerung von Erzeugern und Verbrauchern gehört genauso dazu wie die großräumige Verbindung von Überschuss- mit Defizitgebieten über Stromnetze oder der sektorübergreifende Energieaustausch.

Energiespeicher lassen sich nach unterschiedlichen Kriterien klassifizieren. Aus technischer Sicht unterscheidet man grob zwischen elektrischen, mechanischen, chemischen und thermischen Speicher. Durch elektrische Kessel und Wärmespeicher kann „überschüssiger“ Strom bspw. sehr günstig in der Fernwärme genutzt werden, wie wir dies seit vielen Jahren in Heilbronn und Stuttgart praktizieren. Nach der Einsatzdauer lassen sich Sekunden-, Minuten-, Stunden-, Tages-, Wochen-, Monats- und Saisonalspeicher differenzieren. Der Ausgleichsbedarf für das heutige Stromsystem liegt vorwiegend im kurzfristigen Bereich mit etwa täglichen Zyklen. Mit dem Ausbau der Erneuerbaren Energien werden die notwendigen Überbrückungszeiträume immer länger. Die Gretchenfrage ist also, wie wir eine Langzeit-Energiespeicherung ermöglichen.

Mit welchen Lösungen lassen sich Stromangebot und -nachfrage wirtschaftlich ausgleichen?

Die Technologien dafür sind weitgehend bekannt, die Fragen sind eher wirtschaftlicher und regulatorischer Art. Für die Bewertung der verschiedenen Speicher spielen neben den Investitionen am Anfang auch die späteren Betriebskosten durch Wartung und technisch bedingte Verluste eine Rolle. Speicher funktionieren ganz ähnlich wie Warenlager und sind nur wirtschaftlich bei einem hohen Durchsatz. Aus diesem Blickwinkel betrachten Ökonomen die selten abgerufene Energie in Langzeitspeichern sozusagen als „Ladenhüter“, quasi als totes Kapital. Daraus leite ich folgende Schlüsse ab:

      1. Der Ausbau des Stromnetzes dient dem räumlichen Ausgleich von Stromangebot und –nachfrage. Aufgrund der langen Lebensdauer der Komponenten ist der Stromnetzausbau auf lange Sicht sehr günstig. Speicher sollten den Netzausbau nicht ersetzen.
      2. wasserstofftankstelle_695x395_1433777559270Um ein Leistungsungleichgewicht jederzeit ausgleichen zu können, sind zusätzliche flexible Erzeugungs- und Verbrauchseinheiten über alle Sektoren Strom, Wärme und Verkehr hinweg notwendig. Auch hier sind Technologien oft bereits entwickelt und geringe Investitionen notwendig, so dass mit überschaubarem Aufwand ein großer Nutzen erreicht werden kann.
        Die meisten unserer Stromspeicher-Projekte wie bspw. der „flexible Wärmestrom“, bei dem die Ergebnisse des Modellversuchs aktuell den Nutzen für die Energiewende bestätigen, das „Virtuelle Kraftwerk“ oder die „Wasserstoff-Tankstellen“ zielen darauf ab.
      3. Schließlich kann durch den Einsatz von Energiespeichern auch eine zeitliche Verschiebung von Energiemengen erreicht werden (zeitlicher Ausgleich). Der Bau neuer Energiespeicher ist in jedem Fall mit großen Investitionen verbunden und wird aus gesamtwirtschaftlichen Erwägungen erst dann sinnvoll, wenn die Optionen unter (1) und (2) ausgeschöpft sind. Manche Investoren setzen derzeit Hoffnung auf Batteriespeicher in der Regelenergie-energybase-gross_695x395_1433842293139Bereitstellung. Auch für Stromkunden sind Batteriespeicher unter bestimmten Bedingungen zur Eigenverbrauchsoptimierung von PV-Strom interessant. Aktuell kooperieren wir mit Daimler, dessen Batterien Privathaushalten in Verbindung mit unserem intelligenten Energiemanager „EnergyBASE“ helfen sollen, unabhängiger vom externen Strombezug zu werden.

Langfristige Investitionen erfordern stabile Rahmenbedingungen

Durch regulierende Eingriffe wie beispielsweise unterschiedliche Energiesteuern, Umlagen, Emissionsvorgaben oder die Vorschriften einzelner Energiemärkte wird diese Logik vielfältig durchbrochen. Andererseits ist ein Ausgleich unterschiedlicher Interessen politisch nicht  einfach. Während bei zentralen Technologien der Größeneffekt Kostenvorteile bietet, liegt bei dezentralen Technologien der Vorteil in der Stückelung der Investition und des damit verbundenen Risikos. Ohne einen stabilen energiepolitischen und regulatorischen Rahmen allerdings bleiben langfristige Investitionsentscheidungen immer riskant.

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  1. Windmüller

    vor 3 Jahren

    Gut gemachter Artiikel. Mir stellt sich die Frage, ob der Bau von Pumpspeichern, oder aber die Nutzung von Batterien unter dem Strich kostengünstiger ist. Was ich schade finde ist, dass in Deutschland Stromerzeugung und - nutzung nicht generell besser in Einklang gebracht werden. Ich kann ein E Auto um die Mittagszeit laden, wenn Solarstrom reichlich vorhanden ist, ich kann auch in der Nacht laden, wenn Strom aus Biogasanlagen oder Windkraft reichlich vorhanden sind. Nicht anders verhält es sich mit Wärmepumpen. Diese laufen heute generell in der Nacht, damit die Braunkohlekraftwerke schön ausgelastet sind. Auch hier ist flexibler Einsatz als Lastsenke denkbar. Aber wenn man sich allein das Thema "smart meter" anschaut, sind solche Dinge offensichtlich gar nicht gewollt.

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