© 2017 Druck und Vervielfältigung nur mit Zustimmung des Autors
Vielseitigkeit und Mehrfachnutzen von
Energie-Speicherlösu...
Version 1.1 Seite 2 von 8
Inhalt
Einleitung..................................................................................
Version 1.1 Seite 3 von 8
Energiespeicher von Schwungrädern über Konvertierung von Power in Gas, Wärme und andere
Medien i...
Version 1.1 Seite 4 von 8
einfach auf 60-75% erhöhen. Der Eigenverbrauch könnte theoretisch sogar auf 100% erhöht werden,
...
Version 1.1 Seite 5 von 8
Photovoltaik von etwa 10 ct/kWh noch dazu kommen. Bundesweite Förderprogramme der KfW
(Kreditans...
Version 1.1 Seite 6 von 8
in der Nacht aber nur sehr wenige Fahrzeuge fahren. Ideal wäre es natürlich, wenn immer gleich v...
Version 1.1 Seite 7 von 8
Netz-Dienlichkeit und Regelleistung
Grundbedingung für eine zuverlässige Energieversorgung ist d...
Version 1.1 Seite 8 von 8
dass der Speicher erst dann Energie liefert, wenn das Wasser schon fast heiß ist. Diese ist im
i...
Nächste SlideShare
Wird geladen in …5
×

20170224 white paper vielseitigkeit von kommerziellen energiespeichern - w wahl

132 Aufrufe

Veröffentlicht am

Vielseitigkeit und Mehrfachnutzen von Energie-Speicherlösungen und deren Einbindung in Energie-Effizienz-Maßnahmen im Kontext der Normen ISO 50001 und EN 16247-1

Veröffentlicht in: Business
  • Als Erste(r) kommentieren

  • Gehören Sie zu den Ersten, denen das gefällt!

20170224 white paper vielseitigkeit von kommerziellen energiespeichern - w wahl

  1. 1. © 2017 Druck und Vervielfältigung nur mit Zustimmung des Autors Vielseitigkeit und Mehrfachnutzen von Energie-Speicherlösungen und deren Einbindung in Energie-Effizienz- Maßnahmen im Kontext der Normen ISO 50.001 und EN 16247-1 Bei der Evaluierung und Planung eines Speichersystems denken viele Nutzer primär an die Erhöhung des Eigenverbrauches. Speicher können jedoch einen viel größeren Beitrag zur neuen modernen Energie-Infrastruktur leisten und sind ein wichtiger Eckpfeiler im Rahmen der zukünftigen Energieversorgung. Autor: Winfried Wahl RRC power solutions GmbH Februar 2011
  2. 2. Version 1.1 Seite 2 von 8 Inhalt Einleitung................................................................................................................................................. 2 Kostenentwicklung von Lithium-Ionen Batteriesystemen ...................................................................... 3 Eigenverbrauch und Lastbegrenzung...................................................................................................... 3 Kosten der Energiespeicherung............................................................................................................... 4 Kostenvergleich gegenüber Diesel-Netzersatzanlagen........................................................................... 5 Wunsch nach optimaler Netzauslastung................................................................................................. 5 Energie-Effizienz-Maßnahmen nach ISO 50.001..................................................................................... 6 Netzertüchtigung und Vermeiden von Netzausbau................................................................................ 6 Netz-Dienlichkeit und Regelleistung ....................................................................................................... 7 Leistung und Energie ............................................................................................................................... 7 Dimensionierung von Speichersystemen................................................................................................ 7 Schlussfolgerungen.................................................................................................................................. 8 Einleitung Bislang bestand die Energiewelt im Prinzip aus Energieerzeugern, Energietransport und Energieverbrauchern. Das Speichern von Energie in geringem Maße und für kurze Dauer geschah z.B. in Pumpspeicherkraftwerken. In den letzten Jahren und mit dem Einsatz volatiler und erneuerbarer Energie stieg der Bedarf an Speichermöglichkeiten für Energie dramatisch an. Die Vielzahl der Abbildung 1: Einsatzmöglichkeiten von Strom-Speichersystemen
  3. 3. Version 1.1 Seite 3 von 8 Energiespeicher von Schwungrädern über Konvertierung von Power in Gas, Wärme und andere Medien ist groß. Im folgenden Dokument wird auf elektrochemische Energiespeicher fokussiert, obwohl einige der Einsatzmöglichkeiten auch mit anderen Technologien realisierbar sind. Speicher sind nahezu universell einsetzbar und können eine breite Palette an Aufgaben übernehmen (siehe Abbildung 1). Kostenentwicklung von Lithium-Ionen Batteriesystemen Obwohl Lithium-Ionen Batterien im Bereich von Smartphones, Laptops und anderen mobilen Geräten kaum weg zu denken sind, steht der Einsatz im Bereich von großen stationären Energiespeichern und der Elektromobilität erst am Anfang. Mit einer Verdoppelung der Produktionskapazität wurde bisher im Bereich von mobilen Anwendungen jährliche Kostenreduzierungen der Lithium-Ionen-Zellen von 20% im Mittel erreicht, im deutlich jüngeren Bereich der Elektromobilität liegt der Wert der Kostenlernkurve bei knapp über 15% jährlich. Eine ähnliche Entwicklung gab es auch im Bereich der Photovoltaikmodule, deren Preis sich 2008 bei etwa vier Euro pro Watt bewegte. Aktuelle globale Marktpreise bewegen sich bei einem Zehntel davon. Große Lithium-Ionen Speichersysteme kosteten 2015 etwa 1.000 Euro pro Kilowattstunde und Kilowatt. Bei einer zu erwartenden Preislernkurve von 15% auf Lithium-Ionen-Zellen und 4% auf die (Leistungs)-Elektronik werden die Kosten in den nächsten zehn Jahren auf unter die Hälfte sinken (siehe Abbildung 2). Die Wirtschaftlichkeit des Einsatzes der neuen Speichertechnologie wird stetig zunehmen, zudem diese auch heute schon durch Aktivierung von Mehrfachnutzen gegeben ist. Eigenverbrauch und Lastbegrenzung Die Erzeugungskosten von Photovoltaik-Strom sind auf dem niedrigsten Stand seit der Einführung dieser neuen Technologie. In größeren Anlagen, die in Deutschland mittlerweile über Ausschreibungsverfahren vergeben werden, liegen die Stromerzeugungskosten unterhalb von 6 Cent (ct) pro Kilowattstunde. Vergleicht man dies mit den Strombezugskosten, so stellt man schnell fest, dass es interessant ist, Strom dezentral zu erzeugen. Sicherlich liegt auch ein Grund in den Steuern und Entgelten, die den Strom bis zum privaten Anschluss auf etwa 30 ct / kWh verteuern. Industriekunden als Großabnehmer zahlen im Mittel etwa 16 ct / kWh. Kann man die Investition in eigene Erzeugung tätigen und die eigen erzeugte Energie vor Ort nutzen, so lassen sich gut 10 ct / kWh einsparen. Allerdings liegen die Eigenverbrauchs-Quoten ohne Einsatz eines Speichersystems oft nur bei 20%, 80% des grünen Stromes hingegen wandern oft gering vergütet unter Einspeisetarifen nach EEG in das öffentliche Netz. Durch ein geeignetes Speichersystem lässt sich die Eigenverbrauchsquote relativ Abbildung 2: Prognose Kostenlernkurve Großspeichersysteme Abbildung 3: Lernkurve Großspeichersysteme 0.00 € 100.00 € 200.00 € 300.00 € 400.00 € 500.00 € 600.00 € 700.00 € 800.00 € 900.00 € 1,000.00 € 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 Kosten in EUR (GroßSpeichersysteme) Batterie Elektronik Gesamt 0.00 € 100.00 € 200.00 € 300.00 € 400.00 € 500.00 € 600.00 € 700.00 € 800.00 € 900.00 € 1,000.00 € 2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 Kosten in EUR (GroßSpeichersysteme) Batterie Elektronik Gesamt
  4. 4. Version 1.1 Seite 4 von 8 einfach auf 60-75% erhöhen. Der Eigenverbrauch könnte theoretisch sogar auf 100% erhöht werden, wenn entweder der Speicher groß genug, dass er die gesamte selbst produzierte Energie speichert, oder die Erzeugung klein genug gewählt wird, dass auf jeden Fall eine Netzeinspeisung vermieden wird. Beide Extrempunkte sind jedoch aus wirtschaftlicher Sicht wenig sinnvoll. Eine Ausnahme hier stellen sicherlich netzferne „Off-Grid“-Anwendungen dar. Dies kann ein Ferienhaus in einem wenig erschlossenen Gebiet sein, wo die Anbindung an das Stromversorgungsnetz sehr aufwendig und teuer ist. Das gleiche gilt auch für beleuchtete Bushaltestellen, Parkscheinautomaten und ähnliches. Hier ist die Speicherinvestition in Verbindung mit einer photovoltaischen Erzeugung deutlich geringer als das Verlegen neuer Stromkabel. Die Automaten bleiben mit geringem Aufwand örtlich veränderbar. In vielen dieser Off-Grid-Anwendungen sind schon seit Jahren elektrochemische Energiespeicher auf Bleibasis im Einsatz, die Stück für Stück durch modernere Lithium-basierende Speicherlösungen ersetzt werden. Off-Grid Systeme sind 100% autarke Systeme im Gegensatz zu den teilautarken Systemen mit typischerweise 60-75% Eigenverbrauchs- quote. Industriebetriebe und größere Verbraucher zahlen neben dem Arbeitspreis (Preis je kWh Strombezug) auch einen Leistungspreis. Der Leistungspreis richtet sich zur Auslegung des Netzes danach, wie viel Leistung der Verbraucher im Jahr maximal benötigt, auch wenn das tatsächlich nur ein einziges Mal ist und der durchschnittliche Leistungsbezug weit darunter liegt. Je Kilowatt (kW) Anschlusswert sind jährlich etwa 80-120 € Leistungspreis zu entrichten. Im konkreten Beispiel eines Baubetriebshofes mit einer Spitzenlast von 160 kW und einer durchschnittlichen Leistungsaufnahme von 30 kW konnte durch Peak-Shaving mit einem Speichersystem der Leistungswert auf 60 kW begrenzt werden. Für den Arealnetzbetreiber bedeutet dies eine jährliche Einsparung von etwa 10.000 Euro. Peak-Shaving ist nichts anderes als eine Lastbegrenzung netzseitig durch lokalen Bezug aus einem z.B. durch eine Photovoltaikanlage geladenen Speicher zu günstigen Erzeugungskosten und ist ein Beispiel eines Mehrfachwerts. Im privaten Umfeld steht Peak-Shaving allerdings als Wertehebel nicht zur Verfügung, da die Abrechnung allein durch den Arbeitspreis und zumeist leistungsunabhängigen Grundpreis erfolgt. Kunden mit einem Strombezug von mehr als 100.000 Kilowattstunden pro Jahr bekommen normalerweise neben ihrer Stromrechnung auch Messwerte der bezogenen Leistung als 15-Minuten- Mittelwerte zur Verfügung gestellt. Aus diesen Daten lassen sich die Jahreslastspitzen herauslesen, die den Leistungsanteil der Stromrechnung bestimmen. Die Erhöhung des Eigenverbrauches und damit verbunden die Steigerung des Autarkiegrades ist ein wesentlicher Bestandteil der Wirtschaftlichkeit von Stromspeichern. Gewerbe und Industriekunden können zusätzlich die maximale Anschlussleistung reduzieren und hier weitere Kosten sparen. Kosten der Energiespeicherung Die Kosten für die Speicherung hängen von Faktoren wie Anschaffungspreis, Anzahl der Lade- / Entladezyklen sowie ein paar weiteren technischen Parametern ab. Der Einfachheit halber sei hier ein Nutzungsfaktor von 0,8 angenommen. Dann ergeben sich die Kosten für das Einspeichern einer Kilowattstunde zu Anschaffungspreis des Systems pro Kilowattstunde geteilt durch die Zyklen mal Nutzfaktur. Nimmt man für ein kleines System einen Preis von 1.200 € je Kilowattstunde Kapazität (kWh) und 300 Zyklen pro Jahr bei 20 Jahren Nutzungsdauer an, dann ist: KResidential [€/ kWh] = 1.200 [€ / kWh] / (300 x 20 x 0.8) = 25 ct / kWh Damit wird klar, dass eine reine Eigenverbrauchslösung für Einfamilienhäuser bei den aktuellen Marktpreisen noch nicht ohne Förderung wirtschaftlich ist, da die Kosten für die Erzeugung durch
  5. 5. Version 1.1 Seite 5 von 8 Photovoltaik von etwa 10 ct/kWh noch dazu kommen. Bundesweite Förderprogramme der KfW (Kreditanstalt für Wiederaufbau) und länderspezifische Programme wie zum Beispiel in Bayern, Sachsen und dem Saarland kompensieren hier zielgerichtet. Die Eigenverbrauchserhöhung ist auch im industriellen Umfeld aufgrund der geringeren Kosten gegenüber dem Netzbezug ein wichtiger Einkommensbestandteil des Speichersystems. Es können hier Zusatznutzen aktiviert (siehe Abbildung 1) und profitable Geschäftsmodelle ermöglicht werden. Kostenvergleich gegenüber Diesel-Netzersatzanlagen Der teuerste Strom ist der Strom, der nicht da ist wenn er dringend gebraucht wird und dadurch Gefahrenzustände oder Produktionsausfälle drohen. Aus diesem Grund haben viele Industriebetriebe und Dienstleister Netzersatzanlagen (NEA) im Einsatz, um für den Netzausfall zumindest den wichtigsten Teil der benötigten Energie selbst bereitstellen um kritische Prozesse aufrecht halten zu können. Dieselaggregate sind relativ günstig, brauchen jedoch regelmäßige Wartung um die Betriebsbereitschaft sicher zu stellen sowie die Verfügbarkeit von Diesel und Öl als Brenn- und Betriebsstoffe. Im Gegensatz dazu sind Lithium-Ionen Energiespeicher sehr wartungsarm und brauchen keinen Brennstoff, was die jährlichen Betriebskosten deutlich reduziert. Bei einem Abschreibungszeitraum von zehn Jahren sind Diesel- und Lithium-Ionen-Systeme schon heute kostengleich (siehe Abbildung 2), zukünftig wird sich die Lithium-Ionen-Lösung bei zu erwartender Kostensenkung weitere kommerzielle Vorteile erarbeiten können. Die Kostengleichheit berechnen wir dabei so, dass die Netzersatzleistung für typischerweise 60 Minuten gesichert sein muss. Bei deutlich längeren Überbrückungsdauern ist der Batteriespeicher im Vergleich ungünstiger. Allerdings ist die zu erwartende Lebensdauer in einem gut ausgelegten Batteriesystem mit 20 Jahren doppelt so lang als die angenommene Abschreibung. Wird ein entsprechend langer Zeithorizont angenommen, verbessert sich also die Wirtschaftlichkeit des Batteriespeichers. Zusätzlich ist im Gegensatz zum Dieselaggregat der Batteriespeicher geräuschlos sowie Abgas- und CO2-frei! Wunsch nach optimaler Netzauslastung Netze werden typischerweise nach der maximalen zu erwartenden Leistung ausgelegt („take or pay“). Das ist vergleichbar mit einer Autobahn, die man im Berufsverkehr auf zehn Spuren auslegen müsste, Abbildung 4: Kosten Diesel-NEA gegenüber Lithium-Ionen-Speicher 0 € 20,000 € 40,000 € 60,000 € 80,000 € 100,000 € 120,000 € 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 Kosten akkumuliert bei Abschreibung 10 Jahre Diesel Li-Ion
  6. 6. Version 1.1 Seite 6 von 8 in der Nacht aber nur sehr wenige Fahrzeuge fahren. Ideal wäre es natürlich, wenn immer gleich viele Autos fahren würden, dann käme es nicht zu Staus und die Autobahn müsste nicht verbreitert werden. Wenn der Strombezug nun wesentlich gleichmäßiger gestaltet werden kann, führt das infrastruktur- und kostenseitig zu deutlichen Entlastungen. Das heißt aber auch, dass Last zu Spitzenzeiten zeitlich verschoben und/oder die entsprechende benötigte Leistung vorher lokal gepuffert werden muss. Ebenso auf der Erzeugungsseite: Je mehr erneuerbare Energie lokal erzeugt und um Erzeugungsspitzen reduziert zur Verfügung gestellt werden kann, desto weniger Belastung ergibt sich für die Transportnetze - bis hin zur Vermeidung von Netzausbau. Zum Beispiel ist es für große Industriebetriebe durchaus möglich 7.000 bis 8.000 Volllaststunden (Jahresenergieverbrauch geteilt durch Netzanschlussleistung) zu erreichen und gleichzeitig den gesamten Energieverbrauch zu reduzieren. Dazu bedarf es geschickter Lastverschiebung, Eigenverbrauchserhöhung und Lastspitzenbegrenzung, was mit entsprechend dimensionierten Speichersystemen möglich wird. Energie-Effizienz-Maßnahmen nach ISO 50.001 Im Rahmen von Audits nach ISO 50.001 sowie DIN EN 16247 haben manche Kunden umfangreiche Energie-Daten zur Verfügung und bereits Potentiale erfasst und aufgedeckt. Mit Lithium-Ionen Speichersystemen lassen sich diese Einsparpotentiale auch realisieren. Seit Ende 2015 sind energieintensive Großunternehmen zu Energieaudits nach DIN EN 16247 angehalten. Dies ermöglicht unter anderem die Erfassung der einzelnen Lasten. Die darauf folgende Analyse der Lastgänge, die gemeinsam mit Kunden durchgeführt werden sollte, ist Grundlage für Optimierungsmaßnahmen. Energieaudits sollen das Bewusstsein der Großindustrie zum Thema Energie erhöhen, Einsparpotentiale erkennen und gleichzeitig dazu dienen, die EU-Ziele zur Reduzierung des Energieverbrauches um 20 Prozent bis zum Jahre 2020 zu erreichen. Die Kosten der Audits werden teilweise durch Fördermittel erstattet. In Zukunft ist zu erwarten, dass die Anforderung Energieaudit auch mittlere und kleine Unternehmen erreicht, denn Energiekosten sind ein wichtiger Standortfaktor und können den Firmen Vorteile bringen, die sich schon heute Gedanken zur Steigerung der Energieeffizienz machen. Netzertüchtigung und Vermeiden von Netzausbau Auch in einem hochmodernen Land mit höchster Netzqualität gibt es Engpässe in der Energieversorgung, die unter anderem dann entstehen, wenn große Erzeuger ausfallen oder stillgelegt werden oder neue Großabnehmer von Energie entstehen. Als Konsequenz ändert sich der Weg, den die Energie vom Kraftwerk zum Verbraucher zurücklegen muss. Zusätzlich treten auf den teilweise langen Wegen Verluste auf, d.h. Energie, die die erzeugende Seite zusätzlich bereitstellen muss, damit noch genug auf der Verbrauchseite ankommt. In Deutschland betragen diese Verluste etwa 5% der Gesamtstromerzeugung von etwa 650 Terawattstunden Strom. Das heißt 32.500.000.000 kWh (entspricht in etwa dem Stromverbrauch von 8 Millionen Haushalten) der produzierten Energie in Form von Strom kommen nicht beim Verbraucher an. Zum Vergleich, die acht deutschen Kernkraftwerke produzierten 2014 etwa 100 Terawattstunden Strom. Das Äquivalent von mehr als zwei Kernkraftwerken hat dabei keine nutzbare Wirkleistung produziert. Der Ausbau des Hochspannungsnetzes kostet je Kilometer mehr als 1,5 Millionen Euro – ein weiterer Grund für die dezentrale Energieversorgung und der Umsetzung von Energieeffizienzmaßnahmen auf der Seite signifikanter Verbraucher. Für Lastspitzen zu schwache Infrastruktur könnte natürlich auch auf der Transportseite durch Energiespeicher vor Ort sinnvoll kompensiert werden. Dies ist sicherlich nicht nur für Stadtwerke interessant.
  7. 7. Version 1.1 Seite 7 von 8 Netz-Dienlichkeit und Regelleistung Grundbedingung für eine zuverlässige Energieversorgung ist die Erzeugung und den Verbrauch zu jedem Zeitpunkt in Deckung zu halten. Übersteigt die Energieproduktion den Verbrauch, so reagiert die Netzfrequenz von 50 Hertz mit einer Erhöhung, wird mehr Energie verbraucht als erzeugt, dann fällt die Netzfrequenz. Dies wird innerhalb eines schmalen Bandes toleriert, weicht die Frequenz jedoch stärker als 10 Millihertz ab, werden entsprechende Korrekturmaßnahmen eingeleitet. Im Fall von zu niedriger Frequenz wird die Erzeugung erhöht (positive Regelleistung), im Fall von zu hoher Frequenz muss Energie aufgenommen werden. Dies passiert beispielsweise in Pumpspeichern oder auch durch Wandlung von „Power to Heat“ (Strom in Wärme), „Power to Gas“ (Strom in Gas) oder auch neuerdings in elektrochemischen Energiespeichersystemen. Wichtig ist hier, dass Speichersysteme schnell reagieren und die überschüssige Energie aufnehmen oder abgeben können. Regelleistung ist wichtig zur Stabilisierung der Netze und wird umso wichtiger, je mehr fossile und nukleare Grundlastkraftwerke aus der Erzeugung genommen werden. Unterschieden wird hier in Primär-, Sekundär- und Tertiärregelleistung. Die Primärregelleistung reagiert als erste auf Netzschwankungen und muss in positiver als auch negativer Richtung zur Verfügung stehen. Die Sekundärregeleistung löst die Primärregeleistung ab und wird separat in positiver und negativer Richtung angeboten. Die Mengen werden von den Übertragungsnetzbetreibern wöchentlich ausgeschrieben und die Zuschläge im Bieterverfahren vergeben. Lithium-Ionen-Speichersysteme haben hier Vorteile durch die Reaktionsschnelligkeit. Leistung und Energie Die wichtigsten Kenngrößen eines Batteriesystems sind Leistung, Energie und die C-Rate, die sich weitestgehend aus den ersten beiden Größen ergibt. Wenn ein Speicher von 1 MWh genannt wird, dann fehlt die Angabe, wie schnell diese Energie abgeben und auch wieder geladen werden kann. Mit einem 100 kW Inverter würde diese Batterie 10 Stunden brauchen um zu laden, dies entspricht einer C-Rate von 0,1. Mit einem 500 kW Inverter wären es zwei Stunden bei einer C-Rate von 0,5. Bei der Planung eines Einsatzes für einen Speicher ist es essentiell zu wissen, welche Leistung wird für welchen Zeitraum gebraucht und daraus resultierend die zu speichernde Energiemenge. Wird z.B. für eine Notstromversorgung eine Dauer von 2 Stunden avisiert bei einer Leistung von 1 MW, dann wären 2 MWh Batteriekapazität nötig. Unbedingt zu beachten ist, dass die eingesetzte Zellchemie diese C- Raten auch dauerhaft unterstützt. Unterschieden werden oft Power-Zellen mit C-Raten größer/gleich eins und Energie-Zellen mit C-Raten kleiner als eins. Powerzellen geben viel Leistung für einen kurzen Zeitraum ab und sind z.B. auch in Akkuwerkzeugen zu finden, Energiezellen haben mehr gespeicherte Energie für einen längeren Zeitraum. Dimensionierung von Speichersystemen Für die wirtschaftliche Auslegung eines Speichersystems ist es wichtig, die Wertehebel bzw. Betriebsmodi zu kennen, die das Speichersystem abbilden soll, um daraus die Einsparungen und Einkünfte zu berechnen. Mindestens genauso wichtig sind Informationen über den „Fahrplan“ für die technische Auslegung vor allem im Hinblick auf die Steuerungs-, Regelungs- und Kommunikationstechnik. Eine Regelung auf Eigenverbrauchsoptimierung im residential Umfeld ist wesentlich einfacher, als ein Lastverschiebungsszenario oder gar der Einsatz im Primärregelmarkt. Hier sind zusätzlich kommunikationstechnische Anbindung an Leitstellen, virtuelles Kraftwerksmanagement und Regelleistungspools zu realisieren. Die lokale Messtechnik liefert wichtige Leistungs-, Spannungs- und Frequenzwerte für die lokale PMCU (Power Management Control Unit) im Speichersystem. Hier unterscheiden sich die Systeme sehr deutlich: Manches einfaches Kleinspeichersystem für den Heimmarkt reagiert z.B. auf das Einschalten eines Wasserkochers so träge,
  8. 8. Version 1.1 Seite 8 von 8 dass der Speicher erst dann Energie liefert, wenn das Wasser schon fast heiß ist. Diese ist im industriellen und energiewirtschaftlichen Umfeld nicht denkbar. Bei Lastverschiebung im industriellen Umfeld ist es hilfreich, prognosebasierte Systeme zur Hand zu haben. Sowohl für jede Art von Energieerzeugung als auch für die wichtigen Verbrauchseinheiten müssen Kennlinien- und Prognosesysteme eingebunden werden, um alle wichtigen Energieflüsse zu kennen. Dann kann ein Energiespeichersystem als Kernelement der Optimierung seinen maximalen Beitrag leisten. So individuell wie der energetische „Fingerabdruck“ wird dann auch die optimale Lösung für die Erzeugungs- und Speicherlösung sein. Schlussfolgerungen Energiespeicher sind wohlmöglich einer der wichtigste Eckpfeiler einer CO2-freien, erneuerbaren und nachhaltigen Energieerzeugung. Die Wirtschaftlichkeit von einem Speichersystem hängt maßgeblich davon ab, wie viele Ertragsmöglichkeiten (siehe Tabelle 1) aktiviert werden können. Tabelle 1: Wertehebel *nur im Verbund von vielen Systemen (virtuelles Kraftwerk) Kleinspeicher im Heimbereich können im Wesentlichen zur Reduzierung des Netzbezuges und Erhöhung des Eigenverbrauchs genutzt werden, andere Wertehebel stehen bei Bündelung zu größeren virtuellen Einheiten zur Verfügung. Förderprogramme kompensieren zumindest teilweise kommerzielle Nachteile gegenüber größeren Systemen. Gewerbe und Industrie stehen ab einem jährlichen Stromverbrauch von 100.000 Kilowattstunden pro Jahr Leistungswerte im Viertelstundenmittel und die Möglichkeit der Reduzierung des Leistungspreises zur Verfügung. Können neben Reduzierung der Arbeit (Eigenverbrauchs- und Autarkie-Erhöhung), Leistungsspitzen reduziert werden (Peak Shaving) sowie die Vorteile einer schnellen Notstromversorgung (und der damit verbundenen Schadensminimierung) und die Teilnahme am Regelleistungsmarkt weitere Einkommen erzielen, so nimmt die Wirtschaftlichkeit deutlich zu. Lässt sich der günstige Solarstrom heute zumindest teilweise speichern und direkt vor Ort vermarkten, so werden die Geschäftsmodelle hoch interessant und Arealversorgungsmodelle sehr wirtschaftlich. Hierzu seien neben Mieterstrommodellen in einer Immobilie mit Quartierspeichern auch Versorgungen von Industrieparks, Einkaufszentren und ähnlichem mit mehreren Gebäuden und Eigentümern gezählt. Der Speichermarkt wird weltweit in den nächsten Jahren dramatisch wachsen. Sinkende Preise der Lithium-Technologie in Verbindung mit sehr günstigen Stromproduktionskosten werden die dezentrale Energieversorgung in die nächste Ebene bringen und dies netzfreundlich und netzunterstützend. Anwendung Heim Gewerbe Industrie Areal Versorger Eigenverbrauchserhöhung ja ja ja ja ja Erzeugung (z.B. PV) 10 ct / kWh 10 ct / kWh 9 ct / kWh 9 ct / kWh 8 ct / kWh Bezugspreis 30 ct / kWh 22 ct / kWh 16 ct / kWh 20 ct / kWh k.A. Lastbegrenzung nein >100 MWh/a ja ja ja Leistungspreis nein 80-120 €/kW/a 80-120 €/kW/a 80-120 €/kW/a 80-120 €/kW/a Notstromversorgung ja ja ja ja ja Schwarzfallschaden gering mittel hoch mittel-hoch hoch Netzdienstleistung ja* ja* ja ja ja Blindleistung ja ja ja ja ja Regelleistung nein* nein* ja ja ja andere nein* nein* ja ja ja

×