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06 | 2019

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Energiespeicher Bild:

Energiespeicher Bild: Eneco Group Bild: Upside Group Bild 7 Außenansicht des Batteriespeichers Jardelund. und Natrium-Schwefel-Batterien (4 MW/ 20 MWh). Das Projekt wurde als Containerlösung realisiert (Bild 9) und Ende 2018 in Varel auf dem Gelände eines Umspannwerks in Betrieb genommen. Projektpartner sind Hitachi Chemical, Hitachi Power Solutions, NGK Insulators und EWE. Die Finanzierung des Projektes in Höhe von 24 Mio. € erfolgte durch die „New Energy and Industrial Technology Development Organization“ (Nedo) aus Japan. Für den Speicher ist zunächst eine dreijährige Demonstrationsphase geplant. Anschließend soll der Speicher durch EWE weiter betrieben werden. Die Steuerung des Hybrid-Batteriespeichers erfolgt über ein Energiemanagementsystem, das mit den Handelssystemen und einem virtuellen Kraftwerk von EWE verbunden ist. Der Innovationscharakter des Projektes liegt in der intelligenten Verknüpfung der beiden Batterietechnologien zu einem Gesamtsystem, das die Vorteile beider Batterie - typen kombiniert. Lithium-Ionen-Batterien eignen sich insbesondere für einen kurzfristigen Ausgleich zum Beispiel von Frequenzschwankungen (Bereitstellung von Primärregelleistung), während die Natrium-Schwefel-Batterien aufgrund der großen Kapazität auch für längere Speicherzyklen konzipiert sind (zum Beispiel zum Ausgleich schwankender Windstromerzeugung) [24 bis 26]. Nickel-Metallhydridspeicher Aachen Der erste Nickel-Metallhydrid-Groß - batteriespeicher in Deutschland wurde am 20. Februar 2019 von Exergy Power Systems, Inc. in Kooperation mit dem E.on Energy Research Center der RWTH Aachen in Aachen in Betrieb genommen. Die Firma Exergy wurde 2011 als Spin-off der Universität Tokyo in Japan gegründet und wird unter anderem von Nedo unterstützt. Der Batteriespeicher besitzt bei einer Leistung von 1 MW eine Speicherkapazität von nur 125 kWh. Der Hochleistungsspeicher kann in knapp acht Minuten komplett geladen beziehungsweise entladen werden und verwendet sogenannte Protonbatterien. Diese Batterietechnologie basiert auf Nickel-Metallhydrid (NiMH)-Batterien und beinhaltet im Gegensatz zu konventionellen NiMH-Batterien zusätzlich kleine Mengen molekularen Wasserstoffs (H 2 ). Hierdurch wird die Lebensdauer der Batterie gesteigert. Eine effiziente Wärmeabfuhr wird durch einen innovativen Batteriezellenaufbau erreicht, indem die Elektroden in den zylindrischen Zellen gestapelt werden. Das Batteriesystem ist in einem 40-Fuß-Container untergebracht und beinhaltet auch den Umrichter (Bild 10). Dieser wurde von der Firma Freqcon geliefert. Der Batteriespeicher soll in einer Reservegruppe (Details siehe [27]) zur Bereitstellung von Primärregelleistung präqualifiziert werden [28]. Bild 8 Innenansicht des Batteriespeichers Langenreichenbach. Netzbooster-Pilotanlagen Im aktuellen Entwurf des Netzentwicklungsplans (NEP) Strom der Übertragungsnetzbetreiber [6] wird der Einsatz sogenannter Netzbooster-Pilotanlagen zur Vermeidung beziehungsweise Reduzierung von Netzausbau und Redispatch untersucht. Das Konzept der Netzbooster verfolgt das Ziel einer optimierten Auslastung von Bestandsleitungen zum Beispiel durch die Platzierung großer Batteriespeicher an Netzknoten. Die Batteriespeicher können bei einer drohenden Überlastung von Stromleitungen kurzfristig Leistung aus dem Netz nehmen und diese zu einem späteren Zeitpunkt bei geringerer Netzauslastung wieder ins Netz zurückspeisen. Im Rahmen des NEP-Szenarios B 2025 wurden drei Netzbooster-Pilotanlagen mit einer Leistung von 100 MW (Standorte Audorf/Süd und Ottenhofen), 300 MW (Standorte Wehrendorf und Hoheneck) und 500 MW (Standort Kupferzell) anhand des vermiedenen Redispatch-Volumens bewertet. Die Pläne zu den Netzbooster-Pilotanlagen müssen noch von der Bundesnetzagentur geprüft und genehmigt werden. Photovoltaik-Batteriespeicher Die Erhöhung des Eigenverbrauchs von PV-Strom in Privathaushalten ist in Deutschland zu einem der Haupteinsatzfelder von stationären Batteriespeichersystemen geworden. Diese Systeme werden unter anderem als Solarstromspeicher, PV-Speicher oder PV-Heimspeicher bezeichnet. Die Entwicklung im PV- Heimspeichermarkt ist in den letzten Jahren sehr dynamisch verlaufen. Es gibt mittlerweile eine Vielzahl an kommerziellen Produkten von unterschiedlichsten Anbietern. Auf der einen Seite steigen nach wie vor neue Anbieter in den Markt ein. Auf der anderen Seite haben sich auch mehrere Anbieter bereits wieder aus dem Markt zurückgezogen. Das Spektrum der Anbieter reicht dabei von kleinen Start-ups, die sich ausschließlich der Entwicklung von Speichersystemen widmen, bis hin zu internationalen Großkonzernen zum Beispiel aus dem Automobilbereich (Tesla). Das Spektrum der Funktionalität bei den angebotenen Speichersystemen ist sehr breit. In vielen Fällen geht die Funktionalität dabei weit über die eigentliche Erhöhung des Eigenverbrauchs 38 BWK Bd. 71 (2019) Nr. 6

Energiespeicher Bild: EWE Bild 9 Hybridgroßspeicher in Varel. hinaus. Zentrale Trends in diesem Zusammenhang sind die Integration von Batteriespeichern in Smart-Home-Systemen inklusive der Einbindung von Elektromobilität sowie von Power-to-Heat (PtH)-Systemen und Wärmespeichern, die Bereitstellung von Notstrom im Falle einer Versorgungsunterbrechung des öffentlichen Stromnetzes sowie die Bereitstellung von Systemdienstleistungen inklusive Primärregelleistung. Viele Speichersysteme sind zudem modular aufgebaut oder erweiterbar und können so einfach an einen sich verändernden Stromverbrauch während der Lebensdauer des Systems angepasst werden. Die Anbieter von Speichersystemen bieten ihren Kunden zudem immer öfter weiterführende Geschäftsmodelle rund um das Batteriespeichersystem an. Einige Anbieter treten beispielsweise mittlerweile als eigenständige Stromversorgungsunternehmen auf, um den Speicherkunden eine maximale Unabhängigkeit von etablierten Energieversorgungsunternehmen zu ermöglichen. Vereinzelt werden Heimspeicher auch in Kombination mit Mikro-KWK-Anlagen oder sonstigen regenerativen Erzeugungsanlagen (Klein-Windenergieanlagen, Klein-Wasserkraftanlagen) zur Erhöhung des Eigenverbrauchs eingesetzt. Exakte Angaben zu der Anzahl an installierten dezentralen Batteriespeichersystemen und deren Speicherkapazität sind derzeit noch nicht verfügbar, da das Marktstammdatenregister der Bundesnetzagentur sich noch im Aufbau befindet. Im Marktstammdatenregister findet eine Veröffentlichung der registrierten Batteriespeicher statt, die ausschließlich mit Strom aus Erneuerbaren-Energien- Bild 10 Außenansicht des Nickel-Metallhydridspeichers in Aachen. Anlagen gespeist werden (EEG-Batteriespeicher) [29]. Es besteht eine Meldepflicht für alle EEG-Batteriespeicher, die seit August 2014 installiert wurden. Diese ist im Zuge des Beschlusses, ein Marktstammdatenregister einzuführen, entstanden. Für die Meldung von EEG-Batteriespeichern im Marktstammdatenregister bestehen Übergangsfristen bis zum 31. Januar 2021 für Anlagen, die vor dem 1. Juli 2017 in Betrieb genommen wurden. Anlagen mit Inbetriebnahme nach dem 1. Juli 2017 haben für die Registrierung einen Monat Zeit. Sofern eine Anlage in der Zeit vom 1. Juli 2017 bis zum 31. Januar 2019 bei der Bundesnetzagentur registriert wurde, sind für diese Anlage die fehlenden Daten im Marktstammdatenregister bis zum 31. Januar 2021 nachzutragen. Bisher ist nur ein Bruchteil der PV-Batteriespeicher im Marktstammdatenregister registriert. Die Angaben zur nutzbaren Speicherkapazität sind zudem teilweise unvollständig. Bild 11 gibt einen Überblick zum aktuellen Meldestand. Bis Ende 2018 waren insgesamt 15 841 EEG-Batteriespeicher mit einer kumulierten nutzbaren Speicherkapazität von rund 113 MWh im Marktstammdatenregister registriert. In der Kategorie bis 2013 sind auch alle Anlagen mit früheren Jahren der Inbetriebnahme enthalten. Gegenüber der offiziellen Statistik der Bundesnetzagentur weisen auf Hochrechnungen basierende Schätzungen zum Bestand von PV-Batteriespeichern deutlich höhere Werte aus. Vorhandene Hochrechnungen basieren auf den Statistiken der Kreditanstalt für Wiederaufbau (KfW) (siehe Absatz unten) zu geförderten Speichersystemen und Angaben von Herstellern, Großhändlern, Installateuren und Verbänden. Nach Angaben des Bundesverbandes Solarwirtschaft (BSW) wird inzwischen jede zweite Solarstromanlage gemeinsam mit einem Batteriespeicher installiert [30]. Nach den Angaben in Bild 12 sind Ende 2018 etwa 123 000 PV-Batteriespeicher in Deutschland installiert. Bild: E.on Energy Research Center, Georg Angenendt BWK Bd. 71 (2019) Nr. 6 39

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