Stand: Oktober 2013

Speicher im Kontext der Energiewende

 

Die Energiewende, also die vollständige Umstellung der Energieversorgung auf umweltfreundliche und langfristig verfügbare Quellen, ist ein langfristig angelegtes Projekt, in dem technische, wirtschaftliche, gesellschaftliche und politische Änderungsprozesse ineinandergreifen. Nachdem bei den Erzeugungstechnologien schon enorme Erfolge erzielt wurden, gewinnt jetzt auch die Zwischenspeicherung der fluktuierend erzeugten Energie an Bedeutung. Speziell bei der Photovoltaik gibt es zwei klar erkennbare Entwicklungen, die den zunehmenden Bedarf an Speichern verdeutlichen: die Evolution der Erlösquellen und die Evolution der Netzintegration.

Evolution der Erlösquellen

Ein wichtiger Aspekt der Energiewende ist der Trend zur Demokratisierung und Dezentralisierung der Energieversorgung. Speziell bei der Photovoltaik haben der unkomplizierte Einsatz, die in weiten Grenzen mögliche Skalierbarkeit und ein für unterschiedlichste Betreiber attraktives Geschäftsmodell dazu beigetragen, dass deutschlandweit mehr als eine Million Anlagen installiert wurden. Das ursprüngliche Geschäftsmodell hat sich allerdings stark gewandelt (siehe Abb. 1): Noch bis ins Jahr 2012 hinein bestand es darin, die Energieerzeugung zu optimieren, also möglichst viel Solarstrom zu möglichst geringen Kosten herzustellen. In der aktuellen, durch die Netzparität ausgelösten Entwicklungsstufe geht es darum, sich oder andere möglichst weitgehend mit günstig produziertem Solarstrom zu versorgen, also die lokale Nutzung des Solarstroms zu optimieren.

Bereits an dieser Stelle kommen neben der gegebenenfalls möglichen Lastverschiebung auch Speichersysteme ins Spiel, mit denen sich die Eigenverbrauchs- und Eigenversorgungsquote generell deutlich steigern lassen. Mit den langfristigen Trend zum Smart Grid und der Elektromobilität ist künftig aber mit weiteren Geschäftsmodellen zu rechnen, etwa dem Angebot dezentraler Regelleistung, der Einspeisung nach vereinbarten Fahrplänen oder der Beteiligung an virtuellen Kraftwerken. In allen Fällen liegt der Fokus auf dem Nutzen für das Gesamtsystem – und Speichersysteme spielen dabei eine wichtige Rolle.

Abbildung 1

Evolution der Netzintegration

Neben dem Anreiz für den Betrieb erneuerbarer Erzeugungsanlagen ist ihre Integration in das bestehende Energieversorgungssystem von entscheidender Bedeutung für die Energiewende. Und auch unter diesem Blickwinkel lässt sich eine phasenweise Entwicklung erkennen, die in Abb. 2 für die Photovoltaik dargestellt ist: Während PV-Anlagen aus Netzsicht zunächst als „negative Last“ betrachtet wurden, für den Netzbetrieb keinerlei Rolle spielten und sich im Zweifelsfall unverzüglich vom Netz zu trennen hatten, hat sich die Situation mit zunehmender Durchdringung deutlich geändert. In der heute noch andauernden zweiten Phase wird die sinnvolle Beteiligung dezentraler Erzeuger an den Mechanismen der Netzsteuerung gefordert, etwa durch grundlegende Fernsteuerbarkeit, Leistungsabregelung und Peak Shaving, das Durchfahren von Netzfehlern oder die Bereitstellung von Blindleistung.

Mit dem Peak Shaving gibt es auch eine erste Anwendung für Speicher, doch vor allem in der dritten Phase der Netzintegration, der Integration in das künftige Smart Grid auf Basis erneuerbarer Energien, sind Speicher unverzichtbar. Hier geht es nicht nur um die Vergleichmäßigung des volatilen Leistungsangebots der Erneuerbaren, sondern darum, die Steuerungsaufgaben der konventionellen Erzeuger vollständig zu übernehmen. Das Stichwort lautet „Erlangung von Kraftwerkseigenschaften“, und dazu gehören im Wesentlichen die Schwarzstartfähigkeit, das Angebot von negativer und positiver Regelleistung, die Spannungshaltung und die Nachbildung der stabilisierende Wirkung rotierender Massen. Die meisten dieser Funktionen basieren mehr oder weniger stark auf Speichersystemen, so dass nur mit ihrer Hilfe die Anzahl der konventionellen „Must run Units"* reduziert und die Energiewende zum Erfolg geführt werden kann.

 


* Kraftwerke, die unabhängig von der verfügbaren erneuerbaren Leistung für den sicheren Netzbetrieb erforderlich sind

Abbildung 2