Batterie-Energiespeichersysteme: Der Schlüssel zur Überbrückung von Lücken bei erneuerbaren Energien
Die Schwankungen bei erneuerbaren Energiequellen stellen die Stromversorgung vor Herausforderungen. Solarmodule können nur bei Tageslicht Strom erzeugen, während Windkraftanlagen von den Wetterbedingungen abhängig sind. Da Stromnetze zunehmend variable erneuerbare Energiequellen wie Solar- und Windenergie integrieren, ist der Bedarf an flexiblen und zuverlässigen Stromnetzen, die jederzeit Strom liefern können, unverzichtbar geworden.
Batteriespeichersysteme (BESS) können diese Lücken zwischen Angebot und Nachfrage schließen, indem sie Flexibilität bieten, um Angebot und Nachfrage in Echtzeit auszugleichen. Wenn die Erzeugung erneuerbarer Energie den Bedarf übersteigt, speichern Batterien den überschüssigen Strom für die spätere Nutzung, wodurch Stromnetze höhere Anteile an erneuerbaren Energien integrieren und unabhängig von Uhrzeit und Wetter Strom liefern können.
Seit 2018 ist die Energieverschiebung zur Hauptanwendung von Stromspeichern geworden und macht 67 % der gesamten Kapazitätserweiterungen im Jahr 2024 aus. Dabei werden BESS häufig eingesetzt, um erneuerbare Energie bei niedrigen Marktpreisen oder bei Überproduktion zu speichern und sie dann bei Spitzennachfrage, wenn die Preise höher sind, ins Netz einzuspeisen.
BESS-Systeme lassen sich in zwei Hauptkategorien einteilen: Großspeicher und Behind-the-Meter-Speicher. Großspeicher sind an Verteilungs- oder Übertragungsnetze oder an Stromerzeugungsanlagen angeschlossen. Diese Systeme verfügen in der Regel über eine Speicherkapazität von mehreren Megawattstunden bis zu Hunderten von Megawattstunden und werden für Netzanwendungen wie Frequenzregelung und Lastverschiebung eingesetzt.
Hinter-dem-Zähler-Systeme sind über Stromzähler bei gewerblichen, industriellen und privaten Kunden angeschlossen. Sie werden in der Regel zusammen mit Photovoltaik-Anlagen (PV) auf Dächern installiert und dienen in erster Linie der Senkung der Stromkosten, dem Nachfragemanagement und der Notstromversorgung.
Die Bandbreite der Batterietechnologien spiegelt die unterschiedlichen Anforderungen verschiedener Energiespeicheranwendungen wider. Jeder Batterietyp verfügt über spezifische Eigenschaften, die es ihm ermöglichen, bestimmte Speicheranforderungen zu erfüllen – sei es für eine schnelle Netzreaktion, die eine rasche Leistungsabgabe erfordert, oder für die Langzeitspeicherung, bei der Energie über einen längeren Zeitraum abgegeben werden muss.
In den letzten 15 Jahren sind die Kosten für Batteriespeicher aufgrund technologischer Verbesserungen und einer weltweit gesteigerten Produktion, die zu Skaleneffekten führte, deutlich gesunken. Weltweit sanken die Kosten für vollständig installierte Batteriespeicherprojekte zwischen 2010 und 2024 um 93 % – von 2.571 USD/kWh auf 192 USD/kWh. Zudem sanken die Kosten für Batteriespeicher im Jahr 2024 im Vergleich zu 2023 um 38 % bei einem 2-Stunden-System und um 32 % bei einem 4-Stunden-System.
Sowohl bei Anwendungen im Großmaßstab als auch bei Anwendungen hinter dem Zähler haben Lithium-Ionen-Batterien eine marktführende Position eingenommen. Ihr Einsatz wurde durch einen höheren Wirkungsgrad, eine längere Lebensdauer und eine tiefere Entladetiefe im Vergleich zu alternativen Batterietechnologien vorangetrieben. Der Wettbewerb zwischen Anbietern entlang der gesamten Wertschöpfungskette – insbesondere in China, wo starke Produktionskapazitäten aufgebaut wurden – hat ebenfalls zu einem Kostensenkung beigetragen.
Innerhalb des Lithium-Ionen-Sektors vollzieht sich eine Verlagerung hin zu Lithium-Eisenphosphat-Chemien (LFP), insbesondere bei Großanlagen. Der Marktanteil von LFP ist von 48 % im Jahr 2021 auf geschätzte 85 % bis 2024 gestiegen, was auf die geringeren Kosten, die höhere Zyklenlebensdauer und die bessere Sicherheit zurückzuführen ist.
Zudem sind die Kosten für Batterierohstoffe wie Lithium, Nickel und Kobalt relativ niedrig geblieben. Dieser Trend wurde teilweise durch die Stabilisierung oder den Rückgang der Preise für Batteriemetalle getrieben, da neue Abbau- und Veredelungskapazitäten in Betrieb gingen und die Nachfrageerwartungen nachließen.
Da die Speicherkosten sinken, werden die Gesamtkosten für die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien und Speicherlösungen gegenüber konventionellen Stromquellen zunehmend wettbewerbsfähiger. Mit unterstützenden politischen Maßnahmen und Marktmechanismen sind Batteriespeichersysteme (BESS) auf dem besten Weg, eine Schlüsseltechnologie für die Integration erneuerbarer Energien in großem Umfang in das Stromnetz zu werden, wodurch erneuerbare Energien sowohl für Erzeuger als auch für Verbraucher attraktiver werden.
Um mehr über diesen Trend und mögliche politische Maßnahmen zur weiteren Stärkung der Wirtschaftlichkeit von Batteriespeichern zu erfahren, hören Sie sich die neueste Folge des IRENA-Podcasts All Things Renewable mit Deborah Ayres vom Team „Kosten erneuerbarer Energien“ der Agentur an.
