In Deutschland wurden zwischen Mai 2013 und Januar 2016 etwa 34.000 dezentrale Solarstromspeicher mit einer nutzbaren Gesamtkapazität von über 200 Megawattstunden an die Niederspannungsnetze angeschlossen. Diese Speicher haben allein im vergangenen Jahr dazu beigetragen, dass der Eingenverbrauch von Solarstrom um 78,5 Gigawattstunden höher lag, als wenn die betroffenen Solaranlagen nicht mit einem Speicher ausgerüstet gewesen wären. Wenn in Zukunft alle neuen kleinen und dezentralen Solaranlagen mit einem Speicher zur Eigenverbrauchserhöhung ausgestattet werden, verdoppelt dies die Kapazität der Stromnetze, weitere Photovoltaikleistung aufzunehmen, ohne dass die Netze überhaupt ausgebaut werden müssten. Dies sind die zentralen Ergebnisse des aktuellen Speichermonitorings, das die Wissenschaftler des Instituts für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe der Rheinisch-Westfälischen Technischen Hochschule (RWTH) in Aachen im Auftrag des Bundeswirtschaftsministeriums erstellt haben.
Systeme werden wirtschaftlich attraktiv
Die Aufgabe war es, die Marktentwicklung für Stromspeicher hinsichtlich der Verbreitung unterschiedlicher Speichertechnologien sowie der Preissenkungen zu analysieren, um den Erfolg der KfW-Speicherförderung messen zu können. Das Ergebnis: Die 200 Megawattstunden installierter Speicherkapazität haben dazu geführt, dass die Preise für die Systeme mit Lithium-Ionen-Technologie jedes Jahr um durchschnittlich 18 Prozent gesunken sind. Die Preissenkungen von Bleichspeichern liegt bei durchschnittlich fünf Prozent pro Jahr.
Die Technologien werden somit zunehmend für die Endverbraucher wirtschaftlich attraktiv, betonen die Autoren des Monitoringberichts. Bisher sind es vor allem Betreiber von Systemen, die mit der Investition in einen Speicher vor allem die Energiewende vorantreiben und sich langfristig gegen steigende Strompreise absichern wollen. Jetzt ist es wichtig, dass der Speicherzubau weitergeht. „Der Markteintritt mehrere großer Unternehmen aus der Automobilbranche in den Speichermarkt hat zudem die Erwartungen an weitere zukünftige Preissenkungen, insbesondere durch Synergieeffekte mit der wachsenden Bedeutung der Elektromobilität, verstärkt“, stellen sie mit Blick auf die Markteinführung der Heimspeicher von Tesla und Daimler in Aussicht.
Speicher werden tauglich für den Massenmarkt
Zudem habe sich das Segment von einem in Handarbeit gefertigten Nischenprodukt zu einem Massenmarkt entwickelt. Das spiegele auch den Paradigmenwechsel von der Blei- zur Lithium-Ionen-Technologie wider. „Machten Speichersysteme mit Bleibatterien Mitte 2014 noch rund die Hälfte des Marktvolumens aus, wurden dies bis Ende 2015 nahezu vollständig vom Markt verdrängt“, haben die Aachener Wissenschaftler festgestellt.
Ein zweites Ziel des Monitoringberichts ist die Abschätzung der durch die Speicher verursachten volkswirtschaftlichen Effekte zu errechnen. Dabei geht es vor allem um die Erhöhung des Eigenverbrauchs und dessen Effekt nicht nur auf den Netzausbau, sondern auch auf die Finanzierung des Gesamtenergiesystems.
Diese monetären Effekte sind gering. Die 78,5 Gigawattstunden Solarstrom, die durch die Integration von Speichersystemen zusätzlich durch die Anlagenbetreiber selbst verbraucht wurden, führten zu einer Entlastung in Höhe von etwa zehn Millionen Euro, die nicht als EEG-Vergütung ausgezahlt werden mussten. Dem stehen durch die geringere Nachfrage aus dem Netz entgangene EEG-Umlage in Höhe von etwa fünf Millionen Euro gegenüber. Negativ wird die Rechnung erst, wenn die entgangenen Netzentgelte und Konzessionsabgaben in Höhe von 6,5 Millionen Euro mit einbezogen werden.
Vermiedener Netzausbau im Bericht nicht erfasst
Der rein kaufmännische Blick reicht hier allerdings noch nicht aus. Denn die Solarstromspeicher und die Erhöhung des Eigenverbrauchs führt zum einen zu einer Entlastung der Netze durch die Verstetigung der Einspeisung und die Vermeidung von Einspeise- und Lastspitzen. Dieser Effekt führt durch die Vermeidung von Netzausbau zu weiteren monetären Gewinnen, die die Aachener Forscher allerdings nicht quantitativ erfasst haben. Diese Effekte werden sich in Zukunft noch weiter verstärken. Das führen die Autoren des Monitoringberichts auf die verschärften Anforderungen bezüglich des netzdienlichen Verhaltens von Solarstromspeichern zurück. Denn währen in der ersten Förderphase, die Ende der vergangenen Jahres auslief, die Solaranlagen mit maximal 60 Prozent ihrer Nennleistung ins Netz einspeisen durften, hat die Bundesregierung diese Grenze jetzt auf 50 Prozent gesenkt. Das bedeutet, dass die Speicher sich so verhalten müssen, dass sie dann geladen werden, wenn die höchste Solarstromleistung anliegt, was das Netz in den Mittagsstunden erheblich entlastet.
Speicher müssen schnell und präzise regeln
Diese Netzdienlichkeit können die System inzwischen ohne weiteres abbilden. Das haben die Wissenschaftler der RWTH Aachen in ihren Laboren und auch an installierten Anlagen nachgemessen. Bezüglich des Wirkungsgrades zeigt sich aber ein beträchtliches Spektrum. „Während manche Hersteller bereits heute hocheffiziente Systeme anbieten können, sind bei anderen noch diverse Verbesserungspotenziale ungenutzt“, betonen sie. Dabei geht es vor allem darum, die Wirkungsgrade der leistungselektronischen Komponenten zu erhöhen, aber auch darum, den Eigenverbrauch der Speichersysteme zu senken.
Kritisch ist zudem die Geschwindigkeit und die Güte der Regelung viele Systeme. Wenn die Speicher zu langsam oder zu ungenau regeln, werden sie sehr schnell unwirtschaftlich und arbeiten nicht mehr netzdienlich genug. Wenn der Speicher zu langsam auf eine Lastanforderung aus dem Haus reagiert, wird ein großer Teil dieser Last mit Netzstrom bedient. Erst wenn sich der Speicher so weit eingeregelt hat, versorgt er die Lastanforderung. Schaltet der Hausbesitzer wiederum das elektrische Gerät aus und der Speicher reagiert auf die dadurch schlagartig geringere Lastanforderung zu träge, speist er wertvollen Speicherstrom einfach ins Netz ein. Das Ziel der technologischen Entwicklung muss deshalb dahin gehen, dass die Speicher möglichst in Echtzeit auf die Änderungen der Lastanforderungen im Gebäude reagieren. (Sven Ullrich)
