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Studien über Stromspeicher ausgewertet

Eine Speichertechnologie mit großem technischen Ausbaupotenzial sind Druckluftspeicher. Das Druckluftspeicherkraftwerk in Huntorf wurde 1978 als erstes weltweit in Betrieb genommen. (Bild: © Fraunhofer UMSICHT)
Eine Speichertechnologie mit großem technischen Ausbaupotenzial sind Druckluftspeicher. Das Druckluftspeicherkraftwerk in Huntorf wurde 1978 als erstes weltweit in Betrieb genommen. (Bild: © Fraunhofer UMSICHT)

Die Aussagen der Fachwelt über Einsatzbedarf, Konkurrenzlösungen und Einsatzszenarien von Stromspeichern sind teils widersprüchlich. Zwei Forschungsinstitute haben daher relevante Studien zu den Themen Stromspeicher und Power-to-Gas untersucht.

06.10.2015 – Die Metastudie umfasst die aktuelle Datenlage sowohl für verschiedene Energieausgleichsszenarien im Stromsystem als auch zu Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit einzelner Speichertechnologien. Wissenschaftler der Fraunhofer-Institute UMSICHT und IWES haben im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums mehr als 800 Studien auf Relevanz geprüft, über 400 davon detaillierter ausgewertet und die Ergebnisse zusammengeführt und gegenübergestellt

Leistungsfähige Stromspeicher sind ein Baustein für eine stabile Energieversorgung der Zukunft. Jedoch ist unklar, welche Technologien rechtzeitig die nötige Marktreife erreichen, welche Rolle das Prinzip Power-to-Gas einnehmen könnte und welche Auswirkungen andere Flexibilitätsoptionen haben. Dazu zählen beispielsweise der Ausbau konventioneller Netze, der Bau von Gaskraftwerken, von Biogas und KWK-Anlagen oder der Einsatz von Elektroautos. Viele, zum Teil sehr widersprüchliche Antworten liefert eine nahezu unüberschaubare Anzahl an Studien.

Neue Auswertungsmethode

Um diese vielen Studien auswerten zu können, wurde eine mehrstufige Systematik genutzt. Dabei wurden das Zielland und die Aktualität überprüft, aber auch die Transparenz, um die Studienergebnisse vergleichen zu können. Vorab wurden 20 Leitfragen definiert, die sich mit dem Ausgleichsbedarf, den Investitionskosten, der Wirtschaftlichkeit von Speichern, dem Potenzial von Großspeichertechnologien und der Power-to-Gas-Technologie, dem Strommarktdesign, den Stromüberschüssen sowie konkurrierenden Flexibilitätsoptionen beschäftigen. Die Studien zum zukünftigen Ausgleichbedarf in Spitzenlastzeiten sind sich einig, dass Bedarf besteht. Uneinigkeit jedoch besteht mit Werten von drei bis 30 GW für 2020/2022 und 13 bis 50 GW für das Jahr 2030 über die absolute Menge dieses Bedarfs. Die Varianz der Ergebnisse ist dabei auf die zum Teil sehr komplexen und stark differierenden Annahmen und Randbedingungen der einzelnen Studien zurückzuführen.

Wirtschaftlichkeit von Stromspeichern

Das technische Ausbaupotenzial stellt bei Großspeichern theoretisch keinen limitierenden Faktor dar. Kavernen für Druckluftspeicher und geeignete Areale für Pumpspeicher sind ausreichend vorhanden, lokale Restriktionen sind für diese Technologien gut abschätzbar. Allerdings bleibt die Akzeptanz fraglich. Die ausgewerteten Studien lassen darauf schließen, dass unter heutigen Randbedingungen ein wirtschaftlicher Betrieb – im Rahmen des Day-Ahead-Spotmarkts und der Regelleistungsmärkte – nicht oder nur bedingt möglich ist. Für die Power-to-Gas-Technologie existiert grundsätzlich eine Vielzahl an Studien, die jedoch keine eindeutige Aussage über das wirtschaftliche Potenzial zulassen. Die wenigen verfügbaren Quellen, die Primärregelleistung bereitstellen, weisen einheitlich einen zukünftigen wirtschaftlichen Betrieb für stationäre Batterien aus. Ein Grund hierfür ist, dass Lithium-Ionen-Batterien durch Massenfertigungseffekte und Weiterentwicklungen einzelner Komponenten voraussichtlich immer günstiger werden. Auch für andere Speichertechnologien prognostizieren die Studien mitunter große Kostensenkungspotenziale, allerdings sind diese Annahmen nicht immer transparent und nur schwer vergleichbar.

Klare Rahmenbedingungen wichtig

Die Antwort auf die Frage, ob eine Speichertechnologie wirtschaftlich betrieben werden kann, ist neben technologischen Aspekten zudem von den jeweiligen gesetzlichen beziehungsweise regulatorischen Rahmenbedingungen abhängig. Was die Strommärkte betrifft, so fordern die Studien, die Hemmnisse für den Markteintritt abzubauen. Jüngeren Untersuchungen raten zudem an, einheitliches Recht zu schaffen und dabei andere Flexibilitätsoptionen zu berücksichtigen. Fazit: Stromspeicher sind ein notwendiger Baustein zur Bewältigung der Energiewende. Die technologischen Potenziale sind vorhanden, der geeignete Rahmen sollte jetzt geschaffen werden. rr

Hier geht es zu dem Abschlussbericht der Metastudie Energiespeicher.

Hier geht es zu der Kurzfassung der Metastudie Energiespeicher.


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