Erneuerbare Energien: Jetzt kommt es auf die Energiespeichersysteme an

Forschung im Bereich Energiespeicherung von großer Bedeutung – Großes marktwirtschaftliches Entfaltungspotential – Chancen für Post-EEG-Anlagen

Der Markt mit den Erneuerbaren Energien wächst. Die weltweiten Investitionen in erneuerbare Energien haben sich in den letzten zehn Jahren fast verdoppelt. Während wir weltweit den größten Boom erleben, sind diese in Deutschland eher rückläufig, außer bei Photovoltaik. Im Jahr 2019 wurden in Deutschland rund 11 Milliarden Euro investiert. Der Fokus dieser Investitionen lag dabei im Bereich der Solarenergie.

Seit 2014 entwickelt sich der Markt für Photovoltaik in Deutschland wieder nach oben.

Die weltweiten Investitionen in Windenergie-Technologien betrugen im Jahr 2019 rund 143 Milliarden US-Dollar. Die Investitionen in Solarenergietechnik lagen zuletzt bei 141 Milliarden US-Dollar.

Auch wenn die Zahlen der Erneuerbaren Energien in Deutschland derzeit rückläufig sind, so darf nicht übersehen werden, dass Deutschland weltweit das Land mit dem höchsten Anteil (52 %) an Erneuerbaren Energien im Verhältnis zu den fossilen Energieträgern ist.

Im Verbrauch bzw. Bereitstellung erneuerbarer Energie steht Deutschland mit 224 Terawattstunden nach China und USA an dritter Stelle. Und das noch vor Indien und Brasilien, die anteilig an Einwohner und flächenmäßig weitaus größer sind.

Für November 2020 erzeugte Deutschland 54 % Strom aus erneuerbare Energien. Der Jahresdurchschnitt von Dezember 2019 bis November 2020 lag bei 52,46 %.

Eine konstante Leistung ist das dennoch nicht. Die Schwankungen reichen von November 2019 mit 37 % bis zum Höchstwert von 61,7 % im Februar 2020. Dieses Problem wird sich beim weiteren Ausbau der Erneuerbaren Energien in naher Zukunft noch verstärken.

Mit den Erneuerbaren Energien verändert sich auch das landesweite Stromnetz. Während bislang Stromnetze mit zentraler Stromerzeugung dominieren, geht der Trend hin zu dezentralen Erzeugungsanlagen. So bei der Erzeugung aus erneuerbaren Quellen wie bei Photovoltaikanlagen, solarthermischen Kraftwerken, Windkraftanlagen und Biogasanlagen.

„Stromerzeugung aus Solar- und Windenergieanlagen macht das Versorgungssystem deutlich kleinteiliger und wetterabhängiger als der Betrieb von konventionellen Kraftwerken“, so Prof. Dr. Clemens Hoffmann, Leiter des Fraunhofer IEE.

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Dies führt zu einer wesentlich komplexeren Struktur, primär im Bereich der Lastregelung, der Spannungshaltung im Verteilnetz und zur Aufrechterhaltung der Netzstabilität. Kleinere, dezentrale Erzeugeranlagen speisen im Gegensatz zu mittleren bis größeren Kraftwerken auch direkt in die unteren Spannungsebenen wie das Niederspannungsnetz oder das Mittelspannungsnetz ein.

Durch den größeren Anteil an erneuerbaren Energien wird es wichtiger, die Schwankungen der Energieerzeugung an die Schwankungen des Energieverbrauchs anzugleichen, durch Ausgleichung mit Energiespeichersystemen.

Daher wird die Möglichkeit der Speicherung von elektrischer Energie mittels Energiespeichern bzw. Speicherkraftwerken in den nächsten Jahren eine bedeutende Rolle zukommen.

Im Jahr 2018 betrug die Kapazität von Energiespeichern rund 17 Gigawattstunden. Laut einer Schätzung der Bloomberg New Energy Finance (bnef.com) soll die Kapazität in rund 20 Jahren über 2.800 GWh betragen.

Bereits jetzt werden schon Großbatteriespeicher in Deutschland zur Netzstabilisierung eingesetzt. 2017 betrug die Kapazität rund 250 Megawattstunden.

Im Vergleich dazu lag die Kapazität von Heimbatteriespeichern in Deutschland 2017 bei 545 Megawattstunden.

Um die Energiewende erfolgreich gestalten zu können, ist die Forschung im Bereich Energiespeicherung von großer Bedeutung. Je schneller die Möglichkeit besteht, Energie effizient zu speichern, desto eher können die Schwankungen im Stromnetz ausgeglichen und die Abwendung von fossilen Energieträgern durchgeführt werden. Im Jahr 2019 stellte der Bund Fördermittel für elektrochemische Speicher in Höhe von rund neun Millionen Euro zur Verfügung.

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• Wer treibt die Investitionen in erneuerbare Energien voran?

Während der Markt im Bereich Solarmodule bereits hart umkämpft ist und man sich die Kapazitätsanforderungen von Energiespeichern ansieht, so bemerkt man schnell, dass hier noch viel marktwirtschaftliches Entfaltungspotential vorliegt.

Berücksichtigt werden hier nur Speicher, die KfW-förderfähig sind. Hersteller, deren Speicher nicht KfW-förderfähig sind, sind hier nicht aufgelistet. Im Jahr 2017 betrug der Anteil von SMA am Markt für Solarstromspeicher in Deutschland rund sechs Prozent. Sonnenbatterie: Seit November 2015 firmiert das Unternehmen als Sonnen GmbH.

Im Jahr 2018 waren in Deutschland laut einer Prognose rund 100.000 Photovoltaikanlagen mit Solarstromspeicher installiert. Die Anzahl der installierten Anlagen nimmt jährlich deutlich zu – im Jahr 2013 wurden hierzulande noch 5.000 Solarstromspeicher gezählt.

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In einem Interview mit Focus Online beschreibt Oliver Koch, CEO der Sonnen GmbH, die Vernetzung der Batterien und das virtuelle Kraftwerk als das saubere und dezentralen Energiesystem: „Haushalte ersetzen Kraftwerke und Strom wird dezentral produziert“. Die Null-Euro-Stromrechnung sei laut Herrn Koch möglich.

Anlagenbetreiber, bei denen die EEG-Förderung demnächst endet, empfiehlt Herr Koch, die Sache nochmals durchzurechnen und zu überlegen, den selbst produzierten Strom zukünftig selbst zu verbrauchen.

Diese Möglichkeit haben auch wir bereits im September vorgeschlagen: Was tun? Förderung für alte Photovoltaikanlagen läuft aus

Dass es auch anders geht, machen die Stadtwerke Tübingen vor: Sie bieten den Betreibern von Post-EEG-Anlagen ab 2021 sechs Cent pro Kilowattstunde an. Die Lechwerke AG empfehlen technische Anpassungen der Solaranlage und den Solarstrom zukünftig selber zu verbrauchen. Mit der passenden Speicherlösung soll die Solaranlage noch effizienter werden.

Jedoch ist weiterhin unklar, wohin die Reise geht. Der Entwurf zur EEG-Novelle enthält eine wichtige Änderung für Post-EEG-Anlagen: Eine zeitweise Ausnahme für PV-Kleinanlagen mit Volleinspeisung ist vorgesehen. Es soll eine Übergangsregelung für Anlagen bis 100 kWp Leistung geben, die bis 2027 ihren Strom weiter einspeisen dürfen. Jedoch muss der gesamte Strom eingespeist werden. Der Eigenverbrauch wird ausgeschlossen.