Erneuerbare Energie: Ausgleich durch Batterien

Wenn Sonne oder Wind den Energiebedarf des Markts nicht decken, müssen andere Quellen genutzt werden. Heute werden Angebot und Nachfrage auf dem Energiemarkt weitestgehend durch traditionelle Energiequellen wie Gas, Kohle, Wasserkraft oder Kernkraft ausgeglichen. Wenn der Anteil erneuerbarer Energien bis 2040, wie von Statkraft erwartet, 70 Prozent erreichen soll, müssen wir Lösungen finden, die die erforderliche Flexibilität bieten ohne fossile Energiequellen zu nutzen. Es ist naheliegend, Batterien in Betracht zu ziehen. Aber ist dies tatsächlich eine realistische Alternative?

Batterierevolution

Die Elektrifizierung ist einer der Megatrends unserer Zeit. Es werden immer mehr Elektroautos eingesetzt und die ersten Elektroflugzeuge sind bereits abgehoben. Auch Busse, LKWs und andere Nutzfahrzeuge werden letztendlich durch entsprechende Elektroversionen abgelöst.

Ein wichtiger treibender Faktor bei dieser Entwicklung ist der Batteriespeicher. Am häufigsten werden derzeit Lithium-Ionen-Batterien genutzt, die immer günstiger, aber auch effizienter werden. Ist es sinnvoll, solche Batterien auch zur Speicherung überschüssiger Solar- und Windenergie zu verwenden?

„Lithium-Ionen-Batterien sind vor allem für den kurzfristigen Ausgleich im Netz, von wenigen Sekunden bis zu einer Stunde, eine gute Lösung“, so Matthias Holzenkamp, Leiter des kaufmännischen Asset Managements bei Statkraft Deutschland.

„Mit Batterien lassen sich große Mengen an Strom in kurzer Zeit bereitstellen. Deshalb sind sie eine äußerst effiziente Lösung bei kurzfristigen Schwankungen in der Stromversorgung. Batterien können auch für den Ausgleich im Laufe eines Tages nützlich sein, aber dann konkurrieren sie oft mit anderen, billigeren Technologien.

Keine langfristige Speicherung

Wenn es darum geht, Strom für Wochen oder Monate zu speichern, ist die gegenwärtige Batterietechnologie nach Ansicht von Holzenkamp nicht geeignet.

„Um zum Beispiel den Energieausfall bei einer Woche ohne Sonne auszugleichen, bräuchte man eine riesige Batterie. Das würde sich jedoch überhaupt nicht rentieren, da diese so selten genutzt wird.“, erklärt er. „Aufgrund der hohen Anschaffungskosten einer Batterie, muss sie viele Betriebsstunden laufen, um sich zu amortisieren.“

Holzenkamp kann auf aktuelle Erfahrungswerte aus dem groß angelegten Batteriespeicherprojekt von Statkraft am Laufwasserkraftwerk im niedersächsischen Dörverden zurückgreifen. 2016 wurden drei große Lithium-Ionen-Batterien mit einer Gesamtkapazität von drei Megawatt installiert, was 600.000 Smartphone-Akkus entspricht.

„Dabei war es nicht das Ziel, Energie aus dem angrenzenden Wasserkraftwerk zu speichern, sondern den Netzbetreibern eine Frequenzunterstützung zu bieten. Da wir an diesem Standort den Platz, Fachleute und einen Netzzugang haben, hatten wir uns entschieden, die Batterien dort zu installieren.“, so Holzenkamp.

„Die Batterien funktionieren sehr gut und haben eine sehr hohe Kapazität. Es findet fast keine Zersetzung statt. Aus technischer Sicht arbeitet das System besser als erwartet.“

Unerlässliche Flexibilität

Trotzdem rechnet Holzenkamp nicht damit, dass in Europa demnächst zusätzliche Batteriekapazitäten benötigt werden. Das deutsche Stromnetz ist gut ausgebaut und bietet bereits ein hohes Maß an Flexibilität. Dadurch können Kunden bei unzureichender Solar- oder Windenergie vor Ort immer Strom aus anderen Quellen beziehen.

„In sonnigen Ländern wie Indien können Batterien eine sinnvolle Lösung sein. Dort ist eine kurz- und mittelfristige Flexibilität nötig, um Strom für den Bedarf am Abend und in der Nacht zu speichern. Auf dem europäischen Markt ist vor allem langfristige Flexibilität über Tage und Wochen gefragt, wofür sich Batterien nur begrenzt eignen.“, so Holzenkamp.

„Nicht alle haben so viel Glück wie Norwegen mit seinen großen umweltfreundlichen „Batterien“ in Form von hochflexibler Wasserkraft. In weiten Teilen Europas werden wir lange Zeit auf Erdgas angewiesen sein, um die erforderliche Flexibilität zu erreichen. Zusammen mit der Produktion von Wasserstoff und Methan aus Solar- und Windenergie – als Power-to-Gas-Lösung bezeichnet – wird eine nahezu CO2-freie Stromerzeugung ermöglicht.

Die lokalen Lösungen der Zukunft

Auch wenn die Batterietechnologie für die langfristige Speicherung überschüssiger Energie aus Solar- und Windanlagen möglicherweise nicht geeignet ist, dürfte eine weiterentwickelte Batterietechnologie für lokale Lösungen mit kleinem Maßstab von erheblicher Bedeutung sein.

„In Deutschland und immer mehr anderen europäischen Ländern installieren sich Leute zu Hause Solaranlagen auf dem Dach und erweitern ihr eigenes Stromversorgungssystem um Batteriepacks. So können sie vielleicht bis zu einem Tagesverbrauch an Strom sparen, wodurch sie überschüssigen Strom nicht mehr zu billigen Preisen in das Stromnetz einspeisen müssen. Damit sind private Haushalte zudem vor vorübergehenden Stromausfällen geschützt. Vielen Kunden gefällt auch der Gedanke, unabhängig von den großen Energiekonzernen zu sein“, erklärt Holzenkamp.

Er ist auch der Meinung, dass einige Unternehmen die Vorteile von Batterien zur Senkung der Energiekosten nutzen können. Dadurch erhalten sie die Möglichkeit, Strom – nachts – zu niedrigeren Preisen zu kaufen und für den späteren Verbrauch zu speichern. Zudem können sie so Verbrauchsspitzen und Netzgebühren senken.

„Durch die so gewonnene Sicherheit und Berechenbarkeit kann dies für Kunden eine praktikable Lösung sein“, so Holzenkamp.

Eine Menge gelernt

Holzenkamp ist der Auffassung, dass die Erfahrungen aus dem Batterieprojekt in Dörverden für Statkraft sehr wichtig sind, auch wenn es wirtschaftlich gesehen vielleicht noch nicht relevant ist.

„Wir haben viel über die Batterietechnologie, die Grenzen und Möglichkeiten sowie die Vor- und Nachteile gelernt. Außerdem haben wir herausgefunden, dass die Einsatzmöglichkeiten solcher Batterien begrenzt sind und dass viel vom lokalen Markt abhängt“, berichtet Holzenkamp.

„Trotzdem wird viel Forschung und Entwicklung auf dem Gebiet der Batterietechnologie betrieben, die die Energieversorgung, Speicherung, Lebensdauer und Effizienz verbessern wird. Die Zukunft hält Fortschritte und auch Überraschungen bereit, auf die wir vorbereitet sein müssen!“