Was für eine Begriff: Dunkelflaute. Das er es noch nicht zum Wort des Jahres geschafft hat, ist schon überraschend. Dunkelflaute soll zusammenfassen, das es weder Sonne als auch Wind zur Energieerzeugung gibt. Deshalb sind Energiespeicher so wichtig, interpretiert luckx – das magazin.

Wohin mit überschüssiger Energie?

Es gibt eigentlich schon heute unendlich viel Energie. Nur keiner weiß, wo sie gerade entsteht. Viel schlimmer ist noch, dass niemand sie nutzen kann. Es fehlen Stromtrassen, gegen die sich massiv gerade die Bundesländer Bayern und Baden-Württemberg gewehrt haben als auch Bürger, die diese nicht durch „ihren Vorgarten“ haben wollten. Doch jeder will billige Energie zum Heizen, Waschen, zur Beleuchtung. Wären diese Trassen wie schon 2012 geplant umgesetzt worden, würden wir heute den russischen Diktator im wahrsten Sinne des Wortes am ausgestreckten Arm verhungern lassen. Dann wäre nichts mit Gasverkauf und seine Kriegspläne müsste er in der offenen Gasflamme verbrennen.

Also müssen wir nach mehr Energiespeichern und anderen Lösungen mühsam suchen. So erhalten Batteriespeicher eine Schlüsselposition in der Energiewende. Als Großspeicher auf Netzebene können sie unter anderem Netzengpässe reduzieren, die Frequenz stabilisieren, nach einem Netzausfall hilfreich sein – oder schlicht der Ertragsoptimierung von Solarparks dienen. Speicherexperten geben einen Überblick zu aktuellen Entwicklungen.

Stromnetze

Als eine wichtige Eigenschaft unseres Stromnetzes ist die physische Trägheit, die das Netz braucht, um Frequenzschwankungen bei schnellen Laständerungen abzupuffern. In der bisherigen Stromwirtschaft wurde diese durch rotierende Massen geschaffen, durch die tonnenschweren Turbinen und Schwungräder fossiler Kraftwerke. Die Photovoltaik bietet diese Trägheit nicht. Werden also die herkömmlichen Kraftwerke abgeschaltet, werden andere Trägheitselemente benötigt. Diese, mitunter auch „virtuelle Trägheit“ genannt, können intelligente Batterien aufgrund ihrer kurzen Reaktionszeit liefern. Denn rein physikalisch muss beim Zuschalten eines Verbrauchers im Netz unmittelbar die betreffende Leistung zusätzlich bereitgestellt werden. Geschieht das nicht, sinkt die Netzfrequenz. Leistungsänderungen der Kraftwerke oder die Zuschaltung von Pumpspeicherkraftwerken sind zu langsam, um das aufzufangen. Die Frequenzhaltung bei exakt 50 Hertz – kurzfristige Abweichungen bis 49,8 oder 50,2 Hertz gelten als maximal tolerierbar – ist damit eine wichtige Aufgabe von Batterien im Netz. Ein Beispiel dafür ist der im Bau befindliche „Netzbooster“. Der Batteriespeicher wird ausschließlich Systemdienstleistungen erbringen, also vor allem die Netzfrequenz und -spannung stabilisieren und bei Störungen im Netz aushelfen.

Speicher als „virtuelle Übertragungsleitung“

Eine andere Rolle von Speichern ist ihr Einsatz als „virtuelle Übertragungsleitung“. Gemeint ist damit der Einsatz von zwei Speichern an unterschiedlichen Orten im Netz, der im Zuge des Redispatch einen Engpass beheben kann. Wenn an Punkt A ein Überschuss an Leistung vorhanden ist und an Punkt B die Leistung fehlt, Leitungen aber zum Transport von A nach B nicht ausreichend existieren, kann eine Großbatterie an Punkt A Strom einspeichern, während eine weitere Großbatterie zugleich an Punkt B ausspeichert – womit der Effekt für das Netz der gleiche ist, als gäbe es zwischen A und B eine ausreichende Übertragungsleitung.

Die Positionierung der Speicher im Netz ist bei solchen Konzepten ein entscheidender Punkt. Deswegen hat Litauen eines der größten Batteriespeicherprojekte Europas realisiert. 2025 soll es realisiert werden. Dabei handelt es sich um vier Batteriespeicher in vier litauischen Städten (Alytus, Vilnius, Šiauliai and Utena) mit einer Leistung von jeweils 50 MW und einer Kapazität von 50 MWh. Zum Ausgleich sorgen Wasserkraftanlagen. Doch für die Systemstabilisierung sind diese zu langsam. Die Batterien könnten die volle Leistung innerhalb einer Sekunde bereitstellen, sie reagierten sofort auf Frequenzabweichungen.

Hilfe durch Großbatterien

Aber Großbatterien haben noch weitere Einsatzbereiche. Sie könnten bei einem Blackout helfen, das Netz wieder hochzufahren und grundsätzlich könnten sie auch an den unterschiedlichen Regelenergiemärkten agieren, etwa der Sekundärreserve, die in der Organisation des Strommarktes binnen fünf Minuten zur Verfügung stehen muss. Auch bei der Betriebsweise der Speicher gibt es verschiedene Optionen. Während die anderen vorgestellten Einsatzzwecke primär der Systemstabilisierung dienen und damit auch zumeist im regulierten Netzbereich stattfinden und folglich über die Netzentgelte bezahlt werden, sind Batteriespeicher ein marktgetriebenes Betriebsmodus. Dabei geht es zum einen darum, mit Speichern an den diversen Spotmärkten – day ahead, intraday – Arbitragegeschäfte zu tätigen. Und es geht außerdem darum, in Kombination mit eigenen Solarparks, deren Erträge zu optimieren.

Solarparks und Energiespeicher

Betreibt man Solarparks und Batteriespeicher räumlich getrennt, so werden sie auch völlig unabhängig gemanagt. EnBW setzt aber vor allem auf „Colocation“ – also auf Batteriespeicher, die unmittelbar an die Solaranlage gekoppelt sind und am gleichen Netzverknüpfungspunkt hängen. Das kann verschiedene Vorteile haben. Zum einen kann ein Batteriespeicher auf diese Weise eine höhere PV-Leistung ermöglichen, weil er technische Grenzen überwindet Wenn der Netzverknüpfungspunkt zum Beispiel nur fünf Megawatt verkraftet, kann man trotzdem sieben oder acht Megawatt an Modulen installieren, weil man den Strom in Spitzenzeiten zwischenspeichern kann. Eine andere Motivation für den Einsatz von PV-Speichern sind die schwankenden Preise am Strommarkt. Immer öfter werden die Börsenpreise bei viel Sonnenschein negativ, weshalb es zunehmend sinnvoll wird, den Strom erst in den Abendstunden dem Netz zur Verfügung zu stellen, wenn er wieder gebraucht wird und entsprechend höhere Preise erzielt. Allerdings sei bei solchen Projekten mitunter ein ausgeklügeltes Messkonzept nötig, was auch an den Förderbedingungen in Deutschland liegt. Denn es dürfen sich Grünstrom und Graustrom nicht vermischen – es muss bei jeder Kilowattstunde, die ans Netz abgegeben wird, deren Eigenschaft klar definiert sein.

Regulation

Viele Fragen rund um Großspeicher hängen an der Regulatorik. Netzbetreiber, deren Arbeit – weil sie im monopolistisch geprägten Netz stattfindet – durch die Regulierungsbehörde kontrolliert wird, dürfen Speicher nur in engen Grenzen betreiben. Oft kaufen sie die Dienstleistung der Flexibilität von Speicherbetreibern ein, die ihrerseits unterschiedliche Märkte bedienen. Somit wird des Speicherthema weiterhin sehr dynamisch bleiben – die Technik, wird sich weiterentwickeln, ebenso wie die Märkte für Flexibilität und vermutlich an manchen Stellen auch die Regulatorik. Dabei wird stets auch die Frage wichtig sein, für welche Kilowattstunden Netzentgelte erhoben werden und für welche nicht – ein politisch heiß diskutiertes Thema.