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06 | 2019

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Energiespeicher Stück

Energiespeicher Stück 10.000 9.000 8.000 7.000 6.000 5.000 4.000 3.000 2.000 1.000 0 Anzahl (absolut) Nutzbare Speicherkapazität (kumuliert)* 2013 2014 2015 2016 2017 2018 Inbetriebnahmejahr Diese Daten decken sich mit den Angaben der RWTH Aachen, die ebenfalls von etwa 125 000 installierten Batteriespeichern Ende 2018 und einem Zubau von etwa 40 000 Stück in 2018 ausgeht. Die kumulierte Leistung aller System wird mit rund 400 MW und die kumulierte Batteriekapazität mit rund 950 MWh angegeben [31]. Bezieht man die im Marktstammdatenregister gemeldeten Systeme auf die Gesamtanzahl von 125 000, so ergibt sich ein derzeitiger Erfassungsgrad durch das Marktstammdatenregister von rund 13 %. Eine Analyse von EuPD Research [33] schätzt den Marktanteil von PV-Batteriespeichern in Deutschland etwas größer 120.000 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0 kWh *: teilweise fehlende Werte zur Speicherkapazität Bild 11 Gemeldete Daten der EEG-Batteriespeicher in Deutschland im Marktstammdatenregister (Stand: 21. Februar 2019; eigene Darstellung nach [29]). Anzahl PV-Batteriespeicher 140.000 120.000 100.000 80.000 60.000 40.000 20.000 0 5.000 Bild 12 Anzahl Photovoltaik (PV)- Batteriespeicher in Deutschland (eigene Darstellung nach BSW Solar [32]). Zubau absolut 10.000 17.000 20.000 31.000 40.000 2013 2014 2015 2016 2017 2018* Jahr Bestand kumuliert *: geschätzte Werte ein im Vergleich zu den Daten vom BSW- Solar (Bild 12). Für die Jahre 2016 und 2017 wurde ein Zubau von 24 800 beziehungsweise 37 000 angegeben. Für das Jahr 2018 wurden von einem Marktvolumen von 45 000 Neuinstallationen ausgegangen. In [33] finden sich auch Angaben zu den Marktanteilen einzelner Hersteller von Speichersystemen in Deutschland für das Jahr 2017. Eine aktuelle Marktübersicht zu PV-Batteriespeichersystemen findet sich in [34]. Im Zeitraum Mai 2013 bis Ende 2018 wurden PV-Batteriespeicher vom Bundeswirtschaftsministerium im Rahmen eines Marktanreizprogrammes gefördert. Die Förderung wurde über die bundeseigene KfW-Bankengruppe abgewickelt (Programm Erneuerbare Energien – Speicher (275)). Die Förderung erfolgte über Tilgungszuschüsse zu einem zinsvergünstigten KfW-Darlehen für die Anschaffung neuer Speichersysteme in Verbindung mit Photovoltaik-Anlagen oder die Nachrüstung bereits bestehender PV-Anlagen. Während der Laufzeit des Programms hat die KfW insgesamt rund 32 500 PV-Batteriespeicher mit einem Gesamtkreditvolumen von 534 Mio. € gefördert [35]. Während zu Beginn der Förderperiode noch ein Großteil der Speichersysteme über das KfW-Programm gefördert wurde, hat der Anteil der geförderten Speichersysteme während der Laufzeit des Förderprogramms abgenommen, da die Förderkonditionen an Attraktivität verloren haben [36]. Die wissenschaftliche Evaluierung der Speicherförderung wird vom Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) der RWTH Aachen durchgeführt. In den Jahresberichten [36] wird jeweils die Markt- und Technologieentwicklung von PV-Speichersystemen untersucht. In diesem Rahmen werden Daten zur Anzahl und Kapazität von Speichersystemen sowie zur Entwicklung von Endkundenpreisen, Marktanteilen und verwendeten Batterietechnologien bereitgestellt. Im Rahmen eines Intensivmonitorings werden zudem hochauflösende Messungen im Labor und an 20 ausgewählten Kundenanlagen durchgeführt, um die Speichersysteme hinsichtlich Effizienz, Betriebsstrategie und Alterungsverhalten zu bewerten. Eine umfangreiche Untersuchung zur Effizienz von PV-Batteriespeichersystemen wurde von der Hochschule für Technik und Wirtschaft Berlin im Jahr 2018 veröffentlicht [37]. Im Rahmen der Studie wurden die Systemeigenschaften auf der Basis von Prüfberichten nach dem Effizienzleitfaden [38] verglichen. Insgesamt 20 verschiedene Systeme von zehn Herstellern wurden anhand ausgewählter Effizienzkriterien verglichen und bewertet. Zur Charakterisierung hocheffizienter Speichersystem wurden Kennzahlen in Bezug auf den Wirkungsgrad der Leistungselektronik, den Batteriewirkungsgrad, die Leistungsaufnahme im Standby, die stationäre Regelungsabweichung und die Einschwingzeit der Systemregelung definiert (Details siehe [37]). Ergänzt wird die Untersuchung durch eine simulationsbasierte Bewertung der Speichersysteme anhand des System Performance Index (SPI). Der SPI fasst die Systemeigenschaften von PV-Speichersystem hinsichtlich Effizienz in einer Kennzahl zusammen. Ein Ergebnis der Untersuchung 40 BWK Bd. 71 (2019) Nr. 6

Energiespeicher ist, dass die Umwandlungsverluste der Leistungselektronik die Gesamtsystemverluste dominieren. Der Mehrzahl der im Rahmen der Studie untersuchten Systeme wird eine sehr hohe Effizienz bescheinigt. Handlungsbedarf wird insbesondere in der Vereinheitlichung von Datenblattangaben gesehen [36; 37]. Der Effizienzleitfaden ist im April 2019 in einer aktualisierten Version 1 ) erschienen. Batteriefertigung Global und in Deutschland entwickelt sich die Energiespeicherbranche sehr dynamisch [3]. Mit dem Trend zur Elektrifizierung der Mobilität und des Energiesystems haben sich insbesondere die Batterietechnologien zu einem besonders stark wachsenden Marktsegment entwickelt. Gerade bei der systemischen Nutzung von Speichern und der damit verbundenen komplexen Leistungselektronik und Regelungstechnik sowie der Entwicklung von intelligenten Energiemanagementsystemen ist in Deutschland viel technologische Kompetenz vorhanden. Die komplette Wertschöpfungskette von Batterien geht von Grundchemikalien und Batteriezellenkomponenten über Zellen bis hin zum Batteriesystem. Ein Teil der Wertschöpfung liegt in der Batteriezellenproduktion. Daher ist es erklärtes Ziel der Politik, diesen Industriezweig auch in Europa zu etablieren und damit Lieferwege für essenzielle Technologiekomponenten zu reduzieren. Aktuell halten sich Diskussionen zur „Rohstoffproblematik“ für die Batteriezellenherstellung. Dazu sei angeführt, dass die für die Batterieindustrie notwendigen Rohstoffe in mehr als ausreichenden Mengen zur Verfügung stehen [39]. Hierbei ist allerdings zu beachten, dass für ausgewählte Rohstoffe sich ein Großteil der Ressourcen auf wenige, politisch instabile Länder beziehungsweise Regionen konzentriert. Durch einen schnellen Markthochlauf der Elektromobilität kann es zudem zu temporären Verknappungen von Rohstoffen für die Batteriezellenproduktion kommen [39]. Ein wesentliches Kriterium, das die Auswahl an geeigneten Rohstoffanbietern beeinflusst, sind die unterschiedlichen Abbaumethoden und deren umweltseitige Auswirkungen sowie die Einhaltung sozialer Standards. Der Nachfragedruck kann hier Veränderungen begünstigen und die Auswahl an geeigneten Anbietern perspektivisch weiter vergrößern. Hierzu besteht zudem weiterer Forschungsbedarf. Eine wichtige Rohstoffquelle ist außerdem ein optimiertes Batterierecyclingsystem. Dies ist sowohl aus ökologischer als auch ökonomischer Sicht eine wichtige Strategie, auf die sich derzeitige Forschungsanstrengungen konzentrieren. Europa- beziehungsweise weltweite Sammelquoten von 99 % sind denkbar und wichtig, um eine hohe Gewinnung von Sekundärlithium beziehungsweise anderen Sekundärrohstoffen aus Batterien und Akkus zu gewährleisten [40]. Es fehlt momentan noch am notwendigen Rücklauf für den Aus- und Aufbau von Recyclinganlagen für Lithium-Ionen-Batterien, denn Altbatterien aus Elektrofahrzeugen gibt es noch nicht in großer Stückzahl. Ihre Stückzahl wird allerdings mit Zunahme der E-Mobilität steigen. Für Europa ist der Aufbau eines Batterierecyclings ein strategisches Mittel, um Rohstoffabhängigkeiten zu reduzieren [39]. Nach der Altfahrzeug-Verordnung (AltfahrzeugV) unterliegen auch Elektrofahrzeuge mit Beginn des Jahres 2015 einer Quote zur Wiederverwendung und stofflichen Verwertung der Altfahrzeuge von mindestens 85 Gew.-% bezogen auf das durchschnittliche Fahrzeugleergewicht aller pro Jahr überlassenen Altfahrzeuge. Dementsprechend wird ein Recycling der Traktionsbatterie bei steigenden Bestandszahlen zukünftig unabdingbar werden. Das dominierende Thema in den aktuellen politischen Debatten ist der Aufbau einer europäischen beziehungsweise deutschen Batteriezellenfertigung mithilfe staatlicher Unterstützung von Industriekonsortien. In Deutschland gibt es hierzu verschiedene Initiativen. In einer gemeinsamen Absichtserklärung des deutschen Wirtschaftsministers Peter Altmaier und des französischen Wirtschaftsministers Bruno Le Maire zum Aufbau einer europäischen Batteriezellenfertigung heißt es, dass die deutsche Regierung bis 2022 eine Milliarde Euro an Fördermitteln zur Unterstützung des Aufbaus einer Batteriezellenproduktion in Deutschland reserviere. Beide Staaten arbeiten beim Aufbau einer möglichen europäischen Batteriezellenproduktion zusammen und erkennen die Schlüsselrolle der Batterietechnologien in der Wertschöpfungskette, insbesondere im Verkehr, an. Erklärtes Ziel ist es, dass bis zum Jahr 2030 etwa 30 % der weltweit genutzten Batteriezellen aus Deutschland und/oder Europa kommen. Um diese finanzielle Unterstützung der Industrie leisten zu dürfen, braucht die Bundesregierung die Genehmigung der EU-Kommission. Diese Ausnahme von der EU-Beihilferegel ist möglich, sofern das Gigafactory-Projekt als Important Project of Common European Interest (IPCEI) eingestuft wird. Zur industriellen Fertigung von Batteriezellen sieht Frankreich eine Fördersumme von 700 Mio. € zusätzlich zu der 1 Mrd. € von Deutschland vor. Neben Deutschland und Frankreich arbeiten auch die EU-Mitgliedsstaaten Polen, Slowakei, die Tschechische Republik, Schweden, die Niederlande und Spanien an der Entwicklung industriepolitischer Strategien zur Batteriezellenproduktion. Als Ergänzung zu der im Rahmen der European Battery Alliance eingeleiteten kurzfristigen Initiativen zum Aufbau großer Fertigungskapazitäten sowie der kurz- bis mittelfristigen Forschungs- und Innovationsprojekte im Rahmen der EU-Programme Horizon 2020 und Horizon Europe startete vor Kurzem auch die EU-Forschungsinitiative European Battery 2030 + [41]. Unterstützt wird das deutsche Wirtschaftsministerium auch vom Bundesforschungsministerium (BMBF) durch eine Forschungsinitiative für Batteriekonzepte, die in den kommenden vier Jahren mit 500 Mio. € unterstützt wird. Gefördert werden Forschungs- und Pilotprojekte zu Batteriematerialien, Zellkonzepten und Produktionsprozessen. Unternehmen mit Erfahrung in der Zellfertigung sollen in den Aufbau einer Forschungsfabrik für Batteriezellen einbezogen werden. Anfang des Jahres 2019 bildete sich ein Konsortium unter Führung der Fraunhofer Gesellschaft, die für die Planung und den Aufbau einer Batteriezellenproduktion zu Forschungszwecken verantwortlich ist. Das Projekt läuft unter dem Titel „Forschungsfertigung Batteriezelle (FFB)“. Zum Konsortium zählen die BMZ Group (mit TerraE), Customcells Itzehoe, EAS Batteries, Leclanché und Liacon. Der Standort der Produktionsanlage zu Forschungszwecken soll Mitte dieses Jahres bekannt gegeben werden [42]. Für die Förderung des Bundeswirtschaftsministeriums (BMWi) reichten mehr als 30 Unternehmen Projektskizzen ein, um finanzielle Unterstützung zu bekommen. Die Bekanntgabe der beteiligten Unternehmen, die eine europäische Batteriezellproduktion mit aufbauen wollen, erfolgt nach der Auswertung der Projektskizzen. Unternehmen und Konsor- 1 ) https://www.solarwirtschaft.de/fileadmin/media/ pdf/Effizienzleitfaden_fuer_PV-Speichersysteme_ 2.0.pdf (Stand: 30.4.2019). BWK Bd. 71 (2019) Nr. 6 41

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