Sind sinkende Batteriekosten die Lösung für Solar-PV-Probleme?

Während die Kosten der Photovoltaik nicht mehr wie früher das Hindernis für eine flächendeckende Einführung darstellen, kann man das nicht mehr von der sporadischen Natur sagen, die weiterhin für Kritik von Kritikern erneuerbarer Energien sorgt.

Da Forscher jedoch Möglichkeiten entwickeln, Batterietechnologie billiger zu machen und bestehende Batterietechnologien größere Skaleneffekte erzielen, könnte sich dies bald ändern. Analysten prognostizieren zunehmend Kostensenkungen für Batterietechnologie als Energiespeicherlösung für dezentrale Energiequellen wie Solar-PV.

Der prognostizierte Preisverfall ähnelt den Systempreissenkungen im PV-Sektor, wo Skaleneffekte eine weitverbreitete Einführung der Technologie ermöglicht haben. Laut Dr. Dirk Sauer von der Gruppe Elektrochemische Energiespeichersysteme der Universität Aachen sollen Skaleneffekte sowohl bei Lithium-Ionen- als auch bei Blei-Säure-Batterien die Batteriekosten um die Hälfte bis zwei Drittel senken.

Bild mit freundlicher Genehmigung: Bloomberg New Energy Finance

„Vor vier Jahren wurde vorhergesagt, dass die Preise für Batteriezellen, wenn man wie die Automobilhersteller große Mengen kauft, bis 2024 für Zellen unter 200 €/kWh sinken würden. Was man heute sieht, ist, dass die Preise deutlich darunter liegen. „Tesla kauft wahrscheinlich Batteriezellen von japanischen Herstellern für 150 US-Dollar/kWh“, sagte Sauer und verwies auf die Lithium-Ionen-Batterien des äußerst erfolgreichen Elektroautoherstellers Tesla Motors. Dr. Sauer erweitert die Analyse auf Blei-Säure-Batterien und erklärt: „Heutzutage werden Blei-Säure-Batterien in Heimsystemen für 150 bis 200 €/kWh an den Endverbraucher verkauft, wohingegen Batterielieferanten für Auto-Startermotoren für einen Preis an Automobilhersteller verkauft werden.“ 25 €/kWh.“

Hersteller von Autobatterien stellen routinemäßig insgesamt etwa 5 Millionen Starterbatterien pro Jahr her. Obwohl es sich hierbei nicht um die für Energiespeicheranwendungen erforderlichen Deep-Cycle-Typen handelt, deutet der Betriebsumfang darauf hin, dass es möglich sein könnte, etwa eine halbe Million 10-kWh-Speichersysteme für Privathaushalte bereitzustellen. Diese Zahl entspricht etwa einem Viertel der Gesamtzahl der in Australien installierten Systeme für erneuerbare Energien.

Ein solcher groß angelegter Batterieeinsatz könnte den Strombedarf im Netz erheblich verändern. Insbesondere dezentrale Energiespeicher wären eine gute Ergänzung zu dezentralen Energiequellen wie PV, indem sie die Stromstöße in Nieder- und Mittelspannungsnetzen absorbieren, in denen PV-Anlagen typischerweise installiert sind. Durch eine sorgfältige Abstimmung, wann und wie viel des PV-Stroms ins Netz eingespeist wird, ist es möglich, die Netznachfrage zu glätten. Die Energiespeicherung kann auch dazu beitragen, die Qualität des Netzstroms durch Frequenzregelung und Spannungsstabilisierung zu verbessern und so die Notwendigkeit des Baus neuer Umspannwerke zur Netzregulierung zu verringern.

Allerdings bringt der bloße Anschluss von Batterien an das Stromnetz nicht automatisch alle diese Vorteile mit sich. Tatsächlich kann eine unregulierte Verbreitung von Speichersystemen das Netz destabilisieren. Dies kann beispielsweise der Fall sein, wenn mehrere kleine private Speichersysteme im selben Teilabschnitt des Netzes gleichzeitig voll werden (was nach sonnigen Tagen mit geringer Nachfrage der Fall sein kann), was zu unerwarteten PV-Spannungen führen kann Leistung, die das Netz überlasten kann. Geregelte Batteriesteuerungsstrategien sind daher von entscheidender Bedeutung, um die groß angelegte Einführung der Energiespeicherung zu ermöglichen.

Auf der jüngsten Internationalen Konferenz und Ausstellung zur Speicherung erneuerbarer Energien (IRES) in Berlin stellten Forscher der Technischen Universität München und des Zentrums für Sonnenenergie und Wasserstofftechnologie (ZSW) Stuttgart solche Ansätze vor, bei denen sie die Tageszeit, zu der Batterien geladen werden, dynamisch steuern (von PV-Anlagen) und entladen sich (in das Netz), basierend auf dem vorhergesagten Wetter, dem prognostizierten Haushaltsbedarf und dem aktuellen Netzzustand. Von solchen Strategien profitieren sowohl der Endverbraucher (indem die Batterien tagsüber bis zur vollen Kapazität aufgeladen werden können, die Entladung abends und nachts jedoch sichergestellt wird) als auch das Netz (durch Minimierung der Häufigkeit und Stärke von Stromstößen im Niedrig- und Mittelstrom). -Spannungsnetze).

Die für die Umsetzung solcher Systeme erforderlichen Daten sind nicht schwer zu finden oder zu produzieren, und die für die Umsetzung erforderliche Technologie ist in unserer Reichweite. Was jedoch fehlt, sind die politischen und Marktanreize, dies zu tun.

Deutschland, ein Vorreiter bei der Einführung dezentraler Energie wie Solar-PV, ist mit solchen Problemen kein Unbekannter, aber die dortigen Forscher sind zuversichtlich, dass Energieversorger und politische Entscheidungsträger die Vorteile erkennen werden, die die Netzspeicherung für das Stromnetz und für Hausbesitzer mit sich bringt. Sauer erklärt: „Die großen Energieversorger denken viel über dezentrale Speichersysteme nach, weil sie wissen, dass diese Systeme höchstwahrscheinlich kommen werden, ob sie es wollen oder nicht.“ Jetzt prüfen sie sehr genau, wie sie Teil des Spiels sein können, und denken auch darüber nach, ob sie einer der großen Anbieter solcher Systeme werden können. Wenn sie sie selbst installieren, können sie sie viel einfacher für Netzdienste nutzen.“

In Australien ist die Situation nicht allzu anders. Bei einer derzeit installierten PV-Kapazität von 3 GW und einem sinkenden Durchschnitts- und Spitzenbedarf, der sich aus den Verbrauchsdaten des Nationalen Strommarkts ergibt, ist das Ausmaß der Vorteile, die dezentrale Energie und Energiespeicherung haben, offensichtlich. Wenn man dazu noch die aktuelle Realität niedriger Einspeisetarife und Prognosen sinkender Batteriepreise hinzufügt, wird die Möglichkeit, dass australische Energieverbraucher auf dezentrale Energiespeicherung für ihre PV-Systeme setzen, sehr real. Ob, wann und wie die Energieversorger und Regulierungsbehörden darauf reagieren werden, bleibt abzuwarten.

Top-Bild von Solarpraxis/Andreas Schlegel, via PV Magazine.