Die Basis ist gelegt und akzeptiert: Wir werden zukünftig einen steigenden Anteil an Erneuerbaren Energieträgern (EE) haben. Das betrifft den Stromsektor ebenso wie Wärme und Verkehr. Auch die Konsequenzen daraus sind bekannt: Eine Fluktuation im Energieangebot durch die volatilen Energieträger Wind und Sonne, Kapazitätsprobleme in den Netzen, massive Infrastrukturänderungen und nicht zuletzt eine Erweiterung des Beteiligtenkreises über die klassischen Energieversorger hinaus.

Eine der dringlichsten Fragen ist derzeit, wie überschüssige Energie aus EE zuverlässig gespeichert werden kann. Im Fokus stehen Pumpspeicher, Batterien und die Power-to-Gas-Technologie. Die Agentur für Erneuerbare Energie (AEE) hat sich in einer Metaanalyse unterschiedliche Forschungsarbeiten angeschaut und folgende Schlüsse gezogen:

1. Welche Speichertechnologie zukünftig zum Einsatz kommt, ist auch eine energiepolitische Frage.
Denn welche Technologie zukünftig den Ansprüchen gerecht und wirtschaftlich rentabel sein wird, hängt entscheidend mit den zukünftigen Rahmenbedingungen des Energiemarktes zusammen. So hat die energie- und industriepolitische Frage, ob und wie es zu einem gemeinsamen europäischen Stromnetz kommen wird, gehörige Auswirkungen darauf, welche Technologien in Deutschland nötig und rentabel sein werden. Findet ein europäischer Stromaustausch statt, verschiebt sich beispielsweise der Bedarf von Langzeitspeichern zeitlich deutlich nach hinten. Die Ausbaukapazität von Pumpspeichern auf deutschem Boden ist gering, in skandinavischen und alpennahen Regionen jedoch sehr groß. Ein Zusammenschluss kann hier interessant sein, wenn Begleitkosten wie die durch Grenzkuppelstellen überschaubar bleiben.

2. Batterien sind vielfältig einsetzbare Kurzzeitspeicher.
Druckluft- und Pumpspeicher gelten in Deutschland als wichtige Kurzzeitspeichertechnologie, denn sie sind „bereits vorhanden, etabliert und verhältnismäßig kostengünstig“, so die Studie der AEE. Sie können für Stunden oder wenige Tage Strom speichern und so kurzfristig und begrenzt Angebots- und Bedarfsspitzen ausgleichen. Das vermindert das Zurückgreifen auf Energie aus fossilen Kraftwerken.

Als weitere Möglichkeit wird aktuell der Einsatz von Batterien diskutiert. Standen sie zunächst aufgrund ihrer relativ teuren Produktion und kurzlebigen Einsatzbereitschaft nicht auf dem Plan vieler Strategen, haben neue Einsatzmöglichkeiten Batterien wieder interessant gemacht. So kann ihr Einsatz als Hausspeicher für Photovoltaikbesitzer oder in Elektroautos durchaus sinnvoll sein. Daraus lassen sich neue Geschäftsmodelle entwickeln, die den Einsatz der Technologien wirtschaftlich rentabel machen. Der Vorteil von Batterien, so die AEE, ist ihre Standortunabhängigkeit sowie ihr potenzieller Beitrag zur „Glättung von Angebot und Nachfrage“. Eine Studie der Agora Energiewende sieht durch den Einsatz von Batteriespeichern sogar einen verminderten Bedarf zum Ausbau des Verteilernetzes. Batterien in E-Autos könnten sowohl die Energiewende im Verkehr- als im Stromsektor vorantreiben. Welche Aufgabe Batterien zukünftig übernehmen ist auch hier wieder von den betrachteten Szenarien abhängig – und die Einschätzungen entsprechend unterschiedlich (Grafik AEE unten).

AEE-Metaanalyse

3. Langfristspeicher werden erst bei einem Anteil der EE von 60 bis 80 Prozent relevant.
Soll Energie aus EE über einen längeren Zeitraum von mehreren Tagen oder Wochen und in großem Umfang gespeichert werden, werden Langfristspeichertechnologien benötigt. Power-to-Gas (PtG) gilt als die vielversprechendste Technologie in diesem Bereich, wirkt sie doch zeitgleich in den Bereichen Strom, Wärme und Chemieindustrie. Bei PtG handelt es sich um die „Umwandlung von (Überschuss-)Strom mittels Elektrolyse zu Wasserstoff mit gegebenenfalls nachgeschalteter Methanisierung“. Wasserstoff und Methan können in das vorhandene Erdgasnetz eingespeist werden, Gaskraftwerke erzeugen aus dem Gas bei Bedarf wieder Strom. Der Wirkungsgrad dieser Art der Rückverstromung liegt derzeit jedoch bei lediglich 35 Prozent, warum PtG erst bei einem Anteil von 60 bis 80 Prozent EE im Strommarkt als sinnvoll eingeschätzt wird. Die Technik liefert jedoch noch weiteres Potenzial, das unabhängig von Gaskraftwerken genutzt werden könnte. So könnten Wasserstoff und Methan zu chemischen Produkten weiterentwickelt werden (Power-to-X), die dann in der Chemieindustrie oder dem Verkehr von Bedeutung sind. Die Rückverstromung wäre dann ein nachgelagerter Einsatz.

Und wie entscheidet sich der Kunde?
Soweit die Erkenntnisse der AEE aus 14 analysierten Studien. Auch wenn sich drei Kernaussagen ziehen lassen, wird deutlich: Der Grad der Ungewissheit ist noch immer hoch. Das liegt in der Natur der Sache, ist aber nicht für jeden leicht zu akzeptieren. Viele blicken auf die Politik als Richtungsgeber – und so sind energiepolitische Entscheidungen ebenfalls in den von AEE analysierten Studien von zentraler Bedeutung. Nicht zu unterschätzen sind dabei unserer Meinung nach aber auch die grundsätzliche Entscheidungsfreiheit der Kunden und deren zeitweise Nonkonformität zu politischen oder wirtschaftlichen Vorstellungen. So stellt der Bundesverband Erneuerbare Energien e. V. (BEE) fest: Die Anzahl der Batteriespeicher in Privathaushalten stieg bis Ende 2014 auf knapp 18.000 Anlagen. Im Jahr 2014 wurden damit mehr als 10.000 Anlagen installiert (BEE 2015, siehe Grafik)

Zwar gibt es entsprechende öffentliche Förderungsmöglichkeiten, die jedoch nicht annähernd für alle verbauten Anlagen genutzt wurde. Forscher der RWTH Aachen stellen laut BEE fest: „Neben der Absicherung gegen steigende Strompreise spielen weiche Faktoren wie ein Beitrag zur Energiewende und generelles Interesse an der Speichertechnologie die entscheidende Rolle für eine Kaufentscheidung (Karies et al. 2015).“ Auch die Autarkie vom Energieversorger ist für Kunden immer wichtiger.

Das gilt für Strom ebenso wie für Wärme. So wird Power-to-Heat laut dem Fraunhofer Institut für Windenergie und Energiesystemtechnik (IWES) im Wärmemarkt zukünftig an Bedeutung gewinnen.

Hausbatterien01

Literatur:
Agentur für Erneuerbare Energien (2015): Stromspeicher in Deutschland. Metanalyse zu Bedarf und Entwicklung von Stromspeichern in Deutschland 

Weitere Links:

Studien
Der positive Beitrag dezentraler Batteriespeicher für eine stabile Stromversorgung, BEE 2015
Potenziale von Power-to-Heat für Hybridheizungen, Hamburgisches WeltWirtschafts-Institut, 2014

Entwicklungen
Tesla baut Akku für Privathaushalte: WiWo Green, 01.05.2015
Nasse Verbrennung macht Gaskraftwerke zu riesigen Speichern, WiWo green, 20.03.2015
Pilotprojekte in den USA: Puffer im Stromnetz, Technology Review, 14.01.2015
Die M-Serie von Proton OnSite liefert eine 13-fache Steigerung der Wasserstoffproduktion: Neue Elektrolyse-Anlage für den Energiespeichermarkt, CleanEnergyProjekt, 20.01.2015

Markt und Netze
Pioniere der „Wärmewende“: WiWo, 24.04.2015
Neue Partnerschaften im Bereich Energiespeicher und Batterien entstehen, wie das Second Life Batterie Projekt vom BMW, Bosch und Vattenfall
Neue Technologien: Energiewende: Schwungradspeicher als Alternative zur Batterie, Sonnenseite, 30.12.2014
Im Schwarm sind Speicher effizienter: PV-Magazin, 10.03.2015
Franz Alt fragt sich: Je mehr Speicher, desto weniger Leitungen und je mehr Leitungen, desto weniger Speicher. Was aber ist ökonomisch am sinnvollsten? Klimaretter, 04.03.2015

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