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06 | 2019

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Energiespeicher Bild 1

Energiespeicher Bild 1 Stationäre Großbatteriespeicher in Deutschland mit Inbetriebnahme bis Ende 2018 (Quelle: FZJ-Datenbank; Stand: Februar 2019). 2018 Batterietyp Redox-Flow Lithium-Ionen (Second Life) Lithium-Ionen Hybrid Natrium-Hochtemperatur Blei-Säure Batterieleistung 5 MW 20 MW 50 MW genverbrauchsspeicher oder Speicher zur Glättung von Strombezugsspitzen (verbraucherseitiges Peak-Shaving). Ein weiterer Ansatz zur Verbesserung der Wirtschaftlichkeit von Speichersystemen, der zukünftig an Bedeutung gewinnen wird, ist die Kombination mehrerer Einsatzgebiete. Durch diese sogenannten Multi-Use-Speicher (Speicher mit Mehrfachnutzen) können verschiedene Anwendungen durch ein Speichersystem abgedeckt werden. Ein Beispiel stellen Speicher im Industrie- und Gewerbebereich dar, die sowohl zur Strombezugskostenoptimierung (zum Beispiel durch verbraucherseitiges Peak-Shaving) als auch zur Bereitstellung von Systemdienstleistungen oder im USV-Bereich eingesetzt werden können [3; 4]. Die ausschließliche Refinanzierung neuer Großbatteriespeicher am Markt für Primärregelleistung wird zunehmend kritisch gesehen [2; 3]. Nach Ergebnissen der Netzflex-Studie [5] der Deutschen Energie-Agentur (dena) und den aktuellen Planungen der Übertragungsnetzbetreiber [6] bietet der Einsatz von Speichern und anderen Flexibilitätsoptionen auch das Potenzial, die Kosten der Energiewende durch vermiedene oder reduzierte konventionelle Netzausbaumaßnahmen zu reduzieren. In diesem Zusammenhang wird beispielsweise der Einsatz sogenannter Netzbooster im Übertragungsnetz diskutiert und soll zukünftig weitergehend untersucht und bewertet werden. Der Schwerpunkt der vorliegenden Jahresübersicht Energiespeicher liegt auf der Darstellung der aktuellen Entwicklungen im Bereich Batteriespeicher in Deutschland. In diesem Zusammenhang wird auch der derzeitige Stand der Diskussion bezüglich des Aufbaus einer heimischen Batteriezellenfertigung betrachtet. Ergänzt wird diese Übersicht durch die Vorstellung aktueller Entwicklungen bei Wärmespeichern und einer kritischen Diskussion ausgewählter regulatorischer und gesetzlicher Rahmenbedingungen für Speicher. Batteriespeicher in Deutschland In den letzten Jahren ist eine stark steigende Anzahl an stationären Batteriespeicherprojekten in Deutschland feststellbar. Dies beinhaltet sowohl Großspeicher im MW/MWh-Bereich als auch kleine dezentrale Systeme im kW/kWh-Bereich. Getrieben wird diese Entwicklung durch die Einsatzgebiete der Bereitstellung von Systemdienstleistungen (insbesondere Primärregelleistung) und der lokalen Erhöhung des Eigenverbrauchs bei PV-Anlagen. Diese Bereiche stellen momentan die mit Abstand wichtigsten Märkte dar. Eine Übersicht der sich aktuell in Deutschland in Betrieb und in Planung befindlichen stationären Großbatteriespeicher (ohne PV-Batteriespeichersysteme zur Eigenverbrauchserhöhung) gibt eine im folgenden Abschnitt dargestellte Marktanalyse. Ausgewählte Projekte werden im Folgenden vertiefend dargestellt. Auf das Einsatzgebiet der PV-Batteriespeichersysteme für Wohngebäude wird in einem gesonderten Abschnitt eingegangen. Stationäre Großbatteriespeicher In Bild 1 ist eine Übersicht der statio - nären Großbatteriespeicherprojekte in Deutschland dargestellt. Grundlage für die Projektübersicht ist eine interne, am Forschungszentrum Jülich (FZJ) geführte Datenbank, die in Stenzel et al. [7] erstmals vorgestellt wurde. Die Datenbank enthält Informationen zu realisierten und geplanten stationären Batteriespeichersystemen und wird laufend aktualisiert. Die in der Datenbank gespeicherten Informationen basieren auf wissenschaftlichen (zum Beispiel Konferenzvorträge, Journal-Artikel) als auch auf nichtwissenschaftlichen Quellen (zum Beispiel Pressemitteilungen, Internetseiten, Zeitungsartikel). Nicht enthalten sind Speichersysteme zur Erhöhung des Eigenverbrauchs, da hier der Bestand an Batteriespeichern mittlerweile im sechsstelligen Bereich liegt und diese durch das Marktstamm - datenregister der Bundesnetzagentur (BNetzA) erfasst werden (siehe Kapitel „Photovoltaik-Batteriespeicher“). Die Datenbank erhebt keinen Anspruch auf Vollständigkeit, da nicht zu allen realisierten Projekten öffentlich verfügbare Informationen vorliegen, die in die Datenbank aufgenommen werden können. Dies gilt insbesondere für den Bereich Behind-the-Meter-Speichersysteme in Industrie und Gewerbe. Insgesamt sind in der Datenbank 150 Batteriespeicherprojekte (Stand: Februar 2019) gelistet. Von diesen Projekten werden 59 als Großbatteriespeicher klassifiziert, die über eine Speicherkapazität ≥ 1 MWh und / oder eine Nennleistung ≥ 1 MW verfügen. Diese Projekte sind in Bild 1 aufgeführt und Gegenstand der im Folgenden dargestellten Detailanalyse. Von den 59 Großbatteriespeichern sind zehn Projekte als Forschungs- und Entwicklungs (F&E)-Projekte und 49 als kommerzielle Projekte klassifiziert. Insbesondere bei den Systemen, die im Rahmen von F&E-Projekten installiert wurden, bestehen Unsicherheiten dahingehend, ob und in welcher Form diese nach Projekt - ende weiter betrieben werden. Bei einigen (insbesondere älteren) Projekten ist zudem der Status in Bezug auf das aktuelle Einsatzgebiet beziehungsweise, ob sich diese Systeme noch in Betrieb befinden, unklar. Eine Übersicht zur Entwicklung der Projektanzahl gibt Bild 2. Anhand von Bild 2 wird ersichtlich, dass ein Großteil der Batteriespeicher im Zeit- 34 BWK Bd. 71 (2019) Nr. 6

Energiespeicher 70 60 Redox-Flow 70 60 Anzahl Projekte 50 40 30 20 Lithium-Ionen (Second Life) Lithium-Ionen Hybrid Anzahl Projekte 50 40 30 20 Industrielle Energieversorgung Smart-Grid/ EE- Integration Primärregelleistung 10 0 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Inbetriebnahmejahr Natrium-Hochtemperatur Blei-Säure 10 0 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Inbetriebnahmejahr Systemdienstleistungen (Sonstige) Bild 2 Entwicklung der Projektanzahl von stationären Großbatteriespeichern in Deutschland nach Einsatzgebieten und Batterietechnologie (Quelle: FZJ-Datenbank; Stand: Februar 2019). Kumulierte Speicherkapazität [MWh] 600 500 400 300 200 100 0 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Inbetriebnahmejahr Redox-Flow Lithium-Ionen (Second Life) Lithium-Ionen Hybrid Natrium-Hochtemperatur Kumulierte Speicherkapazität [MWh] 600 500 400 300 200 100 Blei-Säure 0 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Inbetriebnahmejahr Industrielle Energieversorgung Smart-Grid/ EE- Integration Primärregelleistung Systemdienstleistungen (Sonstige) Bild 3 Entwicklung der Speicherkapazität von stationären Großbatteriespeichern in Deutschland nach Einsatzgebieten und Batterietechnologien (Quelle: FZJ-Datenbank; Stand: Februar 2019). 450 450 Kumulierte (Nenn-)Leistung [MW] 400 350 300 250 200 150 100 50 0 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Inbetriebnahmejahr Redox-Flow Lithium-Ionen (Second Life) Lithium-Ionen Hybrid Natrium-Hochtemperatur Blei-Säure Kumulierte (Nenn-)Leistung [MW] 400 350 300 250 200 150 100 50 0 2012 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Inbetriebnahmejahr Industrielle Energieversorgung Smart-Grid/ EE- Integration Primärregelleistung Systemdienstleistungen (Sonstige) Bild 4 Entwicklung der kumulierten Nennleistung von stationären Großbatteriespeichern in Deutschland nach Einsatz - gebieten und Batterietechnologien (Quelle: FZJ-Datenbank; Stand: Februar 2019). raum nach 2012 errichtet wurde. Während bis 2012 lediglich sechs stationäre Großbatteriespeicherprojekte realisiert waren, stieg die Anzahl bis Ende 2015 auf 18 Projekte an. Bis Ende 2018 wuchs die Anzahl stark an auf insgesamt 59 Projekte. Im Jahr 2018 wurden alleine 22 Projekte in Betrieb genommen. Die meisten Batteriespeicher werden zur Bereitstellung von Systemdienstleistungen eingesetzt (50 Projekte). Das wichtigste Einsatzgebiet ist hier die Bereitstellung von Primärregelleistung (46 Projekte). Die zweitmeisten Systeme werden im Einsatzgebiet „Smart Grid/EE-Integration“ eingesetzt (acht Projekte). Hierunter fallen insbesondere Speicher, die in Niederspannungsnetzen im Rahmen von Forschungsprojekten installiert wurden. Eine Übersicht zur Entwicklung der Batteriespeicherkapazität gibt Bild 3. Die bis Ende 2018 installierte Batteriespeicherkapazität der in der Datenbank enthaltenen Speichersysteme summiert sich auf rund 554 MWh (Stand: Februar 2019). Ein Großteil der Speicherkapazität entfällt auf Lithium-Ionen-Batteriespeicher (etwa 431 MWh; inklusive Second- Life-Systeme) gefolgt von Blei-Säure-Batterien (etwa 55 MWh). In Bezug auf die Einsatzgebiete wird ein Großteil der Speicherkapazität für die Bereitstellung von Primärregelleistung vorgehalten (etwa 511 MWh). Die Entwicklung der kumulierten Batterienennleistung ist in Bild 4 dargestellt. Die bis Ende 2018 installierte kumulierte Nennleistung der in der Datenbank enthaltenen Speichersysteme summiert sich auf rund 402 MW (Stand: Februar 2019). BWK Bd. 71 (2019) Nr. 6 35

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