Wie stationäre Batterien am besten fördern?

Fest installierte Batterien k?nnen die Energiewende unterstützen, doch sind sie oft nicht profitabel. Eine techno-?konomische Studie zeigt nun, wie Batterien durch geschickte Kombination verschiedener Anwendungen wirtschaftlicher und in manchen F?llen sogar heute schon profitabel werden k?nnten.

Vergr?sserte Ansicht: Batterien für die Energiewende
(Bild: Fotoilia / Frank Peters)

Batterien k?nnen helfen, grosse Mengen an Wind- und Solarenergie ins Stromnetz zu integrieren. Trotzdem setzen die meisten L?nder solche Batterien heute nur selten ein. Ein Grund dafür sind die noch hohen Technologiekosten, die Batterien für Investoren wenig attraktiv erscheinen lassen. Zwar k?nnten Subventionen wie bei Photovoltaik und Windenergie durchaus Investitionsanreize schaffen und Batterien mittelfristig vergünstigen, allerdings werden solche Politikmassnahmen oft teuer – Deutschland hat alleine in 2013 rund 19 Milliarden Euro in für erneuerbare Energien ausgegeben. Wir zeigen, dass solch hohe Subventionen bei Batterien nicht unbedingt notwendig sind. Denn Batterien haben einen entscheidenden Vorteil.

Eine Batterie und viele Anwendungen

Batterien k?nnen verschiedene Anwendungen bedienen und so auf unterschiedliche Weise einen Wert generieren: Eine Batterie kann beispielsweise den Solarstrom eines Haushaltes speichern, um ihn sp?ter verbrauchen zu k?nnen; sie kann Lastspitzen und damit Leistungspreise eines industriellen Endkunden reduzieren, oder die Stromqualit?t auf Netzebene verbessern.

Dazu kommt, dass solche Anwendungen kombiniert und von einer einzigen Batterie bedient werden k?nnen. M?glich ist das unter anderem durch moderne (Fern-) Steuerung der Batterie. Dies ist besonders dann interessant, wenn eine Anwendung alleine die Batteriekapazit?t nicht zu allen Zeiten vollst?ndig nutzt. Gibt es also freie Kapazit?t, kann diese für mehrere andere Anwendungen eingesetzt werden, ohne dass zus?tzliche Investitionen in Batteriekapazit?t anfallen. ?konomisch bedeutet das, dass mehrfach genutzte Batterien sowohl zus?tzliche Ertr?ge generieren als auch die Risiken der Anwendungen kombinieren. Wie wirkt sich das auf die Wirtschaftlichkeit von Batterien aus?

Ertragssteigerung und Risikopooling

In einer aktuellen Studie [1] zeigen wir anhand eines techno-?konomischen Modells, dass kombinierte Anwendungen die Wirtschaftlichkeit (Ertrag und Risiko) einer Batterie insgesamt deutlich verbessern k?nnen. Mehr noch: Unsere Bewertung ausgew?hlter Anwendungen und deren Kombinationen für station?re Li-Ionen-Batterien in Deutschland zeigt, dass zwei an sich nicht-profitable Einzelanwendungen zusammen sogar profitabel werden k?nnen.

Wirtschaftlichkeit zweier Anwendungen je einzeln und in Kombination
Wirtschaftlichkeit zweier Anwendungen je einzeln und in Kombination: Sowohl der Einsatz einer Batterie (Li-Ionen, Deutschland) für die Reduktion von Lastspitzen eines industriellen Endkunden (blau) als auch für den Ausgleich von Stromangebot und –nachfrage auf Netzebene (Prim?rregelleistung, gelb) sind als Einzelanwendung jeweils nicht profitabel (negativer Kapitalwert pro investiertem Euro). Kombiniert man aber beide Anwendungen in einer Batterie, wird die Kombination deutlich wirtschaftlicher – sogar profitabel (grün). (Grafik: Annegret Stephan / ETH Zürich)

Zwei Effekte spielen hier eine Rolle: Zum einen führt die gesteigerte Nutzung der Batterie zu mehr Ertrag – und das ohne zus?tzliche Investitionskosten. Zum anderen unterliegt die zweite Anwendung normalerweise anderen Risiken (etwa Preisschwankungen oder Zahlungsausfall) als die erste, so sich dass das Gesamtrisiko durch sogenannte Poolingeffekte sogar verringern kann. W?hrend einzelne Studien die Ertragssteigerung bereits diskutiert haben, wird der Effekt gepoolter Risiken bislang oft übersehen.

Doch wenn geschicktes Kombinieren von technisch kompatiblen Anwendungen die Wirtschaftlichkeit erh?hen kann, warum gibt es trotzdem nur wenige derartige Gesch?ftsmodelle?

Regulatorische Hürden

Viele Regulierungen im Stromsektor erschweren oder verhindern, dass Batterien gleichzeitig für unterschiedliche Anwendungen eingesetzt werden. Oft sind Speicher erst gar nicht regulatorisch definiert, und damit Einsatzm?glichkeiten sowie Ertr?ge- und Kosten für Marktteilnehmer nicht transparent. Zudem favorisieren Genehmigungsverfahren in vielen F?llen eher etablierte, zentrale und grosse Speichertechnologien.

Diese regulatorischen Hürden liessen sich wohl zu relativ geringen Kosten beseitigen. Unsere Resultate deuten darauf  hin, dass dadurch neue Gesch?ftsmodelle entstehen und station?re Batterien vermehrt zum Einsatz kommen k?nnten. Politik und die Strombranche sollten m?gliche Auswirkungen etwa auf Netznutzung und -steuerung, Marktpreise oder Kraftwerkportfolios nicht untersch?tzen.

Weiterführende Information

[1] Stephan, A., Battke, B., Beuse, M.D., Clausdeinken, J.H., Schmidt, T.S., Limiting the public cost of stationary battery deplyoment, Nature Energy 1, doi:10.1038/nenergy.2016.79 externe SeiteLink

Zu den Autoren

Annegret Stephan
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