Speicher im Kontext der Energiewende

Von am 16. April 2014 in der Kategorie Energiemanagement mit 6 Kommentare
SpeicherundEnergiewende

Die Energiewende, also die vollständige Umstellung der Energieversorgung auf umweltfreundliche und langfristig verfügbare Quellen, ist ein langfristig angelegtes Projekt, in dem technische, wirtschaftliche, gesellschaftliche und politische Änderungsprozesse ineinandergreifen. Nachdem bei den Erzeugungstechnologien schon enorme Erfolge erzielt wurden, gewinnt jetzt auch die Zwischenspeicherung der fluktuierend erzeugten Energie an Bedeutung. Speziell bei der Photovoltaik gibt es zwei klar erkennbare Entwicklungen, die den zunehmenden Bedarf an Speichern verdeutlichen: die Evolution der Erlösquellen und die Evolution der Netzintegration.

 

Evolution der Erlösquellen

Ein wichtiger Aspekt der Energiewende ist der Trend zur Demokratisierung und Dezentralisierung der Energieversorgung. Speziell bei der Photovoltaik haben der unkomplizierte Einsatz, die in weiten Grenzen mögliche Skalierbarkeit und ein für unterschiedlichste Betreiber attraktives Geschäftsmodell dazu beigetragen, dass deutschlandweit mehr als eine Million Anlagen installiert wurden. Das ursprüngliche Geschäftsmodell hat sich allerdings stark gewandelt (siehe Abb. 1): Noch bis ins Jahr 2012 hinein bestand es darin, die Energieerzeugung zu optimieren, also möglichst viel Solarstrom zu möglichst geringen Kosten herzustellen. In der aktuellen, durch die Netzparität ausgelösten Entwicklungsstufe geht es darum, sich oder andere möglichst weitgehend mit günstig produziertem Solarstrom zu versorgen, also die lokale Nutzung des Solarstroms zu optimieren.

Bereits an dieser Stelle kommen neben der gegebenenfalls möglichen Lastverschiebung auch Speichersysteme ins Spiel, mit denen sich die Eigenverbrauchs- und Eigenversorgungsquote generell deutlich steigern lassen. Mit den langfristigen Trend zum Smart Grid und der Elektromobilität ist künftig aber mit weiteren Geschäftsmodellen zu rechnen, etwa dem Angebot dezentraler Regelleistung, der Einspeisung nach vereinbarten Fahrplänen oder der Beteiligung an virtuellen Kraftwerken. In allen Fällen liegt der Fokus auf dem Nutzen für das Gesamtsystem – und Speichersysteme spielen dabei eine wichtige Rolle.

 

Abbildung 1

 

Evolution der Netzintegration

Neben dem Anreiz für den Betrieb erneuerbarer Erzeugungsanlagen ist ihre Integration in das bestehende Energieversorgungssystem von entscheidender Bedeutung für die Energiewende. Und auch unter diesem Blickwinkel lässt sich eine phasenweise Entwicklung erkennen, die in Abb. 2 für die Photovoltaik dargestellt ist: Während PV-Anlagen aus Netzsicht zunächst als „negative Last“ betrachtet wurden, für den Netzbetrieb keinerlei Rolle spielten und sich im Zweifelsfall unverzüglich vom Netz zu trennen hatten, hat sich die Situation mit zunehmender Durchdringung deutlich geändert. In der heute noch andauernden zweiten Phase wird die sinnvolle Beteiligung dezentraler Erzeuger an den Mechanismen der Netzsteuerung gefordert, etwa durch grundlegende Fernsteuerbarkeit, Leistungsabregelung und Peak Shaving, das Durchfahren von Netzfehlern oder die Bereitstellung von Blindleistung.

Mit dem Peak Shaving gibt es auch eine erste Anwendung für Speicher, doch vor allem in der dritten Phase der Netzintegration, der Integration in das künftige Smart Grid auf Basis erneuerbarer Energien, sind Speicher unverzichtbar. Hier geht es nicht nur um die Vergleichmäßigung des volatilen Leistungsangebots der Erneuerbaren, sondern darum, die Steuerungsaufgaben der konventionellen Erzeuger vollständig zu übernehmen. Das Stichwort lautet „Erlangung von Kraftwerkseigenschaften“, und dazu gehören im Wesentlichen die Schwarzstartfähigkeit, das Angebot von negativer und positiver Regelleistung, die Spannungshaltung und die Nachbildung der stabilisierende Wirkung rotierender Massen. Die meisten dieser Funktionen basieren mehr oder weniger stark auf Speichersystemen, so dass nur mit ihrer Hilfe die Anzahl der konventionellen „Must run Units“* reduziert und die Energiewende zum Erfolg geführt werden kann.

* Kraftwerke, die unabhängig von der verfügbaren erneuerbaren Leistung für den sicheren Netzbetrieb erforderlich sind

 

Abbildung 2

 

 

Dieser Artikel wurde erstmals im SMA Onlinekompendium Energiemanagement veröffentlicht. Hier findet ihr viele weitere interessante Artikel zum Thema Eigenverbrauch von Solarstrom und Smart Home. – See more at: http://www.sma.de/loesungen/energiemanagement/energiemanagement-mit-speichern/speicher-im-kontext-der-energiewende.html

 

 

 

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Felix arbeitet mittlerweile nicht mehr bei SMA.

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6 Kommentare

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    Peter Jensen

    23. April 2014 um 09:32

    Übrigens gibt es hier immer noch keine Angaben über Wirkungsgrade und Kosten und Dimensionen der angeblich schon fertig entwickelten Speichertechnologien. Warum nur?

    Antworten »
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    Peter Jensen

    20. April 2014 um 13:52

    Da es ja im Artikel oben keine Angaben zum technologischen Stand und den Kosten von Speicherlösungen gibt, bringe ich hier mal ein ganz aktuelles Beispiel mit modernster Speichertechnologie für schein-grünen „Öko“-Strom… Fangt schon mal alle an, zu sparen! 🙂

    http://www.windland.ch/wordpress/2014/04/20/eine-monsterbatterie-fuer-absurdistan/

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      Christian Höhle

      22. April 2014 um 08:59

      Hallo Herr Jensen,

      Ich habe mir ihren Link ebenfalls durchgelesen. Sehr interessant, wie Herr Fred F. Müller einen Speicher für Regelenergie zweckentfremdet und versucht, ihn als Tagesspeicher unwirtschaftlich darzustellen.

      Darüber hinaus nutzt er den üblichen Trick der Gegner der Energiewende, indem er seine Betrachtung auf eine einzige Sorte der erneuerbaren (hier gerade Wind) beschränkt. Hätte er Solarenergie mit betrachtet, wäre seine gesamte Argumentation nichtig. Das muss man aber tun, wenn man von der Energiewende als ganzes spricht.

      Da Herr Müller bereits in verschiedenen Artikeln sein Wissen über konventionelle Erzeugungsformen und sein Unwissen über die erneuerbaren zur schau gestellt hat, zählt er mich im Zusammenhang mit der Energiewende nicht zu den seriösen Autoren.

      Sonnige Grüße,
      Christian Höhle

      Antworten »
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        Peter Jensen

        22. April 2014 um 12:13

        Herr Höhle, beeindruckend, wie sie an Beiträgen, an denen es wirklich nichts zu mäkeln gibt, doch noch rummäkeln. Allerdings löst sich ihre Mäkelei bei näherer Betrachtung wieder mal in warme Luft auf.
        Bei ihren sog. EE ist das Hauptproblem, dass sie nicht permanent Strom liefern! Das haben sie ja nun inzwischen auch schon begriffen. Fein! 🙂
        Deswegen braucht man Speicher. Und zwar NICHT für Regelenergie, sondern zuerst zur Stromabgabe. Genau DAS hat Herr Mueller mit seinem Artikel deutlich gemacht. Es gibt nicht annähernd irgendeine Technologie, die preisgünstig Strom speichern und wieder abgeben kann, um die Ausfälle von Wind und Sonne zu überbrücken und unser Industrieland mit Strom zu versorgen. Regelenergie ist da absolut zweitrangig.
        Aber schön, dass sie auch nochmal darauf hingewiesen haben, dass es für die Hauptaufgabe der Speicher, nämlich Stromabgabe, keine technologische Lösung gibt, die annähernd bezahlbar wäre. Weder für Wind noch für Solarenergie. Also brauchen sie auch nicht so zu tun, als hätte sich Herr Mueller ausgerechnet die Windenergie rausgepickt, aber die Solarenergie verschwiegen! Es gibt auch für Solarenergie keine Lösung! Außerdem ist es ziemlich egal, ob dieser riesige, teure Batteriespeicher mit Wind- oder Solarstrom befüllt wird. Oder kennen sie eine Technologie speziell für Solarenergie, die mir bisher entgangen ist?
        Und dass sie Herrn Mueller nicht für seriös halten, liegt wahrscheinlich nur daran, dass sie sonst lieber in grünen Märchenbüchern lesen, als mal seine Beiträge mit der Realität abzugleichen! Sie werden da nämlich nichts finden, was mit der Realität nicht übereinstimmt!

        Übrigens war doch Herr Gabriel letztens bei ihnen bei SMA, nicht wahr? Hat man ihnen auch seine Worte übermittelt?

        „Die Energiewende steht kurz vor dem Aus. Für die meisten anderen Länder in Europa sind wir sowieso Bekloppte.“

        http://lokalo24.de/news/energiewende-vor-dem-aus/467664/

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          Christian Höhle

          22. April 2014 um 15:26

          Herr Jensen,

          es gibt unterschiedliche Speichertechnologien für die verschiedenen Anwendungsgebiete. Batteriespeicher sind ausschließlich Kurzzeitspeicher. Regelenergie oder die häusliche Speicherung von Energie ist für Batteriespeicher ein guter Anwendungsfall.

          Was den Ausgleich der Erzeugung erneuerbarer Energien über längere Zeiträume im Stromnetz angeht, sind Batteriespeicher nicht geeignet. Dazu bieten sich zukünftig flexible Gaskraftwerke an, deren Brennstoffe durch Methanisierung aus dem Überschuss der erneuerbaren Energien erzeugt werden. Ausgehend davon, dass wir bereits heute PV-Anlagen abregeln, spielt bei der Methanisierung des EE-Stromes auch der Wirkungsgrad eine sehr untergeordnete Rolle.

          Wesentlich wichtiger ist es, den erneuerbaren heute im konventionellen Kraftwerkspark flexible Gegenspieler an die Seite zu stellen, damit nicht wie in den vergangenen Monaten massiv unnötiger Strom durch Kohlekraftwerke erzeugt wird, für den es in Deutschland keine Abnehmer gibt, und der dann exportiert werden muss.

          Sonnige Grüße,
          Christian Höhle

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        Peter Jensen

        22. April 2014 um 17:12

        Falsch, Herr Höhle, der Strom aus konventionellen Kraftwerken ist nicht der überflüssige, für den es keine Abnehmer gibt.
        Der Strom aus PV- und Windanlagen ist überflüssig, denn Deutschland kommt bestens ohne diesen Zufallsstrom aus. Ohne Kohle-, Gas und Atomkraftwerke geht es aber nicht.
        Nur weil die Politik aus ideologischen und finanziellen Gründen den sog. EE eine Abnahmegarantie gewährt, bedeutet das noch lange nicht, dass man diesen überflüssigen Strom auch braucht.
        Und was ihre Methanisierungs-Technologie angeht: erklären sie doch den Lesern hier mal, wie da der technologische Stand ist und was das kostet. Und es ist auch nicht so, dass der Wirkungsgrad da keine Rolle spielt. Ganz im Gegenteil!
        Und dann wieder so eine „Wortschöpfung“ aus der EE_Propaganda-Abteilung: flexible Gegenspieler!
        Was soll das denn sein? Gaskraftwerke? Na fein. Dann steigen ja die Strompreise in Zukunft noch mehr, denn die Brennstoffkosten sind bei Gaskraftwerken der größere Teil. Außerdem machen wir uns dann ja noch abhängiger von Gasimporten. Alles, was sie durch diese seltsame sog. „Energiewende“ eigentlich verhindern wollten. Irgendwie machen sie alles falsch!
        Außerdem habe ich sie darum gebeten, eine bezahlbare Alternative zu zeigen. Gaskraftwerke mit hohen Brennstoffkosten, die dann etwa 60 bis 70% unseres Strombedarfs decken sollen, sind wohl kaum eine preiswerte Alternative. Die kommen sich ja jetzt schon regelmäßig zur Mittagsspitzenlast mit Solaranlagen ins Gehege.

        Antworten »

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