CR-Management für Praktiker. Weiterbildung für nachhaltiges Wirtschaften. Universität Bayreuth, 07.-11.10.2019

Grünen Strom flexibel steuern

Wenn der Wind nicht weht: Containergroße Batterien speichern Energie aus erneuerbaren Quellen und gleichen damit Produktionsschwankungen aus.

Am 1. August 2014 ist das novellierte Erneuerbare Energien Gesetz (EEG) in Kraft getreten. Es steuert den Ausbau der Stromproduktion aus Solar-, Wind- und Wasserenergie sowie Biomasse und soll dazu beitragen, Deutschland Schritt für Schritt zur Ökostrom-Nation umzubauen. Ein erstes Etappenziel ist bereits erreicht: Im ersten Halbjahr 2014 liefen erneuerbare Energien der Braunkohle erstmals den Rang als wichtigstem Energielieferanten ab. Mit 31 Prozent haben sie seither den größten Anteil am deutschen Strommix.

© Robert Bosch GmbHMit der Energiewende ändert sich zugleich die Art der Stromproduktion – weg vom Großkraftwerk, hin zu vielen kleinen Erzeugern. Wind- und Solarparks, aber auch Blockheizkraftwerke (BHKWs), Wärmepumpen und Biogasanlagen speisen Strom ins öffentliche Netz ein. Das stellt vor allem die Netzbetreiber vor neue Herausforderungen: Um die dezentral erzeugte Energie zu den Haupttrassen zu leiten, müssen sie ihre Verteilnetze ausbauen. Der angemeldete Bedarf beläuft sich der Bundesregierung zufolge auf 8.200 Kilometer an zusätzlichen Stromleitungen bis zum Jahr 2022. Insbesondere im Norden sind die Netze durch den schnellen Ausbau der Windenergie vielerorts überlastet. Daher werden dort in Spitzenzeiten einzelne Windparks abgeschaltet – die überschüssige Energie bleibt damit ungenutzt.

Stromspeicher statt Netze

Eine Alternative zum aufwändigen Netz­ausbau sind stationäre Stromspeicher. Durch ihre ausgleichende Funktion dienen sie als Puffer, die das Stromnetz entlasten: Werden beispielsweise ältere Windkraftanlagen durch neuere, leistungsfähigere ersetzt, geraten bestehende Leitungen schnell an ihre Kapazitätsgrenzen. In diesem Fall können die flexiblen Speichersysteme überschüssige Energie aufnehmen und später sukzessive ins Netz abgeben. Diese Pufferung verhindert Überlastungen, erhöht die Versorgungssicherheit und verringert zugleich den Aufwand für den Netzausbau.

Mithilfe von Stromspeichern wird die volatile Wind- und Solarkraft zudem auch an Tagen verfügbar, an denen Flaute herrscht und Wolken die Sonne verdecken. Auf diese Weise tragen die leistungsstarken Akkus dazu bei, Wind- und Solaranlagen besser ins bestehende Erzeugungssystem zu integrieren.

Stromspeicher spielen darüber hinaus eine wichtige Rolle, wenn es um die Vermarktung von Strom aus erneuerbaren Energien geht. Indem sie das Stromangebot und die Nachfrage in Einklang bringen, steigern sie den Marktwert von erneuerbaren Energien. Wind- und Solarparkbetreiber können ihren regenerativ erzeugten Strom immer dann ins Netz einspeisen, wenn das Angebot knapp ist – und der Preis an der Strombörse dementsprechend hoch.

Großbatterie für Braderup

© Robert Bosch GmbHWie Stromspeicher in der Praxis funktionieren, testet seit Juli 2014 die Energiespeicher Nord GmbH & Co. KG – ein Gemeinschaftsunternehmen des Technologiekonzerns Bosch und dem Bürgerwindpark Braderup. In dem gleichnamigen Ort im nordfriesischen Flachland ist der Wind wechselhaft: Mal kommt er in starken Böen, mal weht er schwach und gleichmäßig. Damit die sechs Windräder dennoch kontinuierlich und gleichmäßig Strom ins öffentliche Netz einspeisen können, sorgt eine von Bosch entwickelte Hybridbatterie für Ausgleich.

Das System besteht aus einem Lithium-Ionen-Speicher mit einer Kapazität von 2 MWh und einer Leistung von 2 MW – geeignet, um in kurzer Zeit große Energiemengen aufzunehmen. Die zweite Komponente ist eine Vanadium-Redoxflow-Batterie, die sich vor allem dadurch auszeichnet, dass sie Energie über einen langen Zeitraum hinweg sehr effizient speichert. Sie besitzt eine Kapazität von 1 MWh sowie 0,325 MW Spitzenleistung. Die Hybridbatterie von Braderup kann damit sowohl kurzfristige Lastspitzen abfedern als auch langfristig Stromreserven bereithalten. Sie zählt zu den größten ihrer Art in Europa: In vollem Ladezustand reicht ihre Energie rein rechnerisch aus, um 40 Einfamilienhäuser eine Woche lang mit Strom zu versorgen.

Hybridspeicher machen Strom aus erneuerbaren Energien rund um die Uhr verfügbar. Je nach Windstärke und Ladezustand der Batterien wird die anfallende Energie mithilfe einer eigens entwickelten Steuerung entweder ins öffentliche Stromnetz oder in einen der beiden Speicher geleitet. Der dort vorrätige Strom ist auf verschiedene Weise nutzbar: Er kann den Energiebedarf der angeschlossenen Haushalte abdecken oder die tonnenschweren Rotoren nach einem Stillstand wieder in den Wind drehen. Die Energie lässt sich aber auch über das Netz an der Strombörse in Leipzig verkaufen. Theoretisch könnten die Speicherbetreiber zudem als Energieanbieter auftreten und mit ihrem Strom die Haushalte in der Umgebung versorgen. Dazu wäre allerdings eine gesetzliche Neuregelung erforderlich.

Neue Anreize schaffen

Das Beispiel Braderup zeigt: Stromspeicher tragen dazu bei, erneuerbare Energien besser in die bestehende Infrastruktur zu integrieren und leisten damit einen wichtigen Beitrag zur Energiewende. Dennoch fehlen in Deutschland bislang die gesetzlichen Rahmenbedingungen, um der Speichertechnologie zum Durchbruch zu verhelfen. In den USA ist das anders. Dort gehören Stromspeicher neben Leitungen und Transformatoren seit 2013 zu den festen Bestandteilen der Netzinfrastruktur – dementsprechend lassen sich Kosten für Installation, Wartung und Betrieb auf die Kunden umlegen. Eine ähnliche Regelung gibt es in Italien. Hierzulande sind Großbatterien wie das Modellprojekt in Braderup noch nicht als netzstabilisierende Betriebsmittel anerkannt. Eine entsprechende Änderung würde Anreize schaffen, um neue Speichervorhaben zu realisieren und die bestehende, marktreife Technologie weiterzuentwickeln.

Kontakt

Bernhard Schwager
Leiter Geschäftsstelle Nachhaltigkeit
Robert Bosch GmbH
Telefon: +49 (0)711 / 8 11 - 64 02
bernhard.schwager@de.bosch.com

Cordelia Thielitz
Leiterin Bereich Stationäre Speichersysteme
Robert Bosch GmbH
Telefon: +49 (0)711 / 8 11 - 3 82 91
cordelia.thielitz2@de.bosch.com

 


Technik | Energie, 01.10.2014
Dieser Artikel ist in forum Nachhaltig Wirtschaften 04/2014 - Green Tech als Retter der Erde erschienen.
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