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Anna Grevé vom Fraunhofer Institut UMSICHT erläutert die Ergebnisse der Metastudie im Interview.
© Fraunhofer UMSICHT
Metastudie
29.06.2015

Braucht die Energiewende Stromspeicher?

Dass Stromspeicher eine Rolle in der Energiewende spielen werden, ist wenig umstritten. Doch die Aussagen über den tatsächlichen Bedarf, Konkurrenzlösungen und Einsatzszenarien sind teils widersprüchlich. Die Fraunhofer-Institute UMSICHT und IWES haben Studien zu den Themen Stromspeicher und Power-to-Gas untersucht. Die Metastudie beleuchtet die Datenlage sowohl für verschiedene Energieausgleichsszenarien im Stromsystem wie auch zu Wirtschaftlichkeit und Wettbewerbsfähigkeit einzelner Speichertechnologien. BINE Informationsdienst sprach mit Dr.-Ing. Anna Grevé, der Koordinatorin des Forschungsprojekts.

BINE Informationsdienst: Sie haben 800 Studien auf Relevanz geprüft. Ich wusste gar nicht, dass es in diesem Bereich so viele Studien gibt.

Anna Grevé: Das wussten wir auch nicht. Uns war aber klar, dass es nicht ganz wenige sind. Wir haben deshalb für die Metastudie eine Methodik zur Hand genommen, welche ursprünglich aus dem Bereich der Medizin kommt. Bei dieser werden Studien nicht einfach gegenüberstellt, sondern geclustert und vergleichbar gemacht. Diese haben wir auf den ingenieurwissenschaftlichen Kontext übertragen. Wir haben uns letztendlich auf 400 Studien konzentriert, die für uns methodisch geeignet waren.

Welche Probleme mussten Sie bei der vergleichenden Auswertung lösen?

Anna Grevé: Die Abweichungen zwischen den Studien hingen zumeist weniger von der gewählten Methodik als im Wesentlichen von den Annahmen ab – wie zum Beispiel zum EE-Ausbau, dem Stromverbrauch, der Jahreshöchstlast oder dem Bilanzierungsrahmen. Wie die Variation dieser Parameter wirkt, lässt sich nicht über die Studiengrenze hinweg erkennen. Dazu war die Anzahl und Variation der Parameter, die in vielen Studien gewählt wurde, zu hoch.

Im Moment käme die Stromversorgung auch ohne Speicher aus. Welchen Speicherbedarf sehen die Forscher für die kommenden Dekaden?

Anna Grevé: Speicher sind letztendlich Optionen, wie ich den Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage decken oder entkoppeln kann. Tendenziell weisen alle Studien einen Energieausgleichsbedarf und einen zusätzlichen Kapazitätsbedarf für die Zukunft aus. Jedoch variieren die Erwartungen ganz immens – für 2020 beispielsweise, je nach Studie, zwischen drei und 30 Gigawatt und für 2030 zwischen 13 und 50 Gigawatt.

Die richtige Frage lautet also: wie kann der Energieausgleich stattfinden?

Anna Grevé: Da gibt es verschiedenste Möglichkeiten. Den Energieausgleichsbedarf haben wir auf eine Größe bezogen, die in den meisten Studien auch vorkam, den zusätzlichen Kapazitätsbedarf. Er wurde in den Studien dann meist durch Gasturbinen oder GuD-Kraftwerke bedient. Wobei da mögliche Alternativen wie Flexibilität von Lasten und Elektromobilität, Wärmepumpen, KWK-Anlagen oder Speicher in vielen Studien noch gar nicht betrachtet wurden.

Stehen Speicher- und Netzausbau hinsichtlich eines flexiblen Stromsystems in Konkurrenz?

Anna Grevé: Wenn ich mir regionale Unterschiede anschaue, dann kann ich nur über Netzausbau weiterkommen. Die großen Überkapazitäten an Erneuerbaren im Norden Deutschlands werde ich durch einen Speicher nicht nach Süddeutschland bekommen – außer über Power-to-Gas, wenn man das als Speicher betrachten möchte. Speicher sind jedoch eine Option, einen lokalen sowie zeitlichen Ausgleich zwischen Angebot und Nachfrage zu ermöglichen.

Netze und Speicher benötigen also einander.

Anna Grevé: Der Netzausbau hat einen großen Einfluss, wie stark Angebot und Nachfrage lokal/regional voneinander abweichen. Nur ein Netz kann letztendlich den lokal/regional überschüssigen Strom dahin transportieren, wo er gebraucht wird. In einer Region, wo ich permanente Überschüsse habe, nutzt mir auch kein Speicher. Andererseits kann ich über den Netzausbau keine Regelleistung bereitstellen. Man muss also schauen, was der Speicher leisten soll. Wenn ich mir PV-Eigenstrom-Nutzung anschaue, hilft da kein Netzausbau.

Bisher haben es Speicher nicht leicht.

Anna Grevé: Die größten Hemmnisse für den großflächigen Einsatz von Stromspeichern liegen häufig im Marktdesign selbst beziehungsweise in den regulativen Randbedingungen. Derzeit gibt es keine einheitlichen Regelung und Gesetzgebung für Speicher und Flexibilitäten. Selbst Speicher untereinander werden nicht alle gleich behandelt.

Haben Sie ein Beispiel für die Ungleichbehandlung?

Anna Grevé: Wenn ich einen Pumpspeicher habe, dann muss ich für ihn Netzentgelte zahlen, bin aber von der EEG-Umlage und von der Stromsteuer befreit. Betreibe ich eine Batterie, so bin ich auch von der EEG-Umlage befreit, muss aber Stromsteuer sowie Netzentgelte zahlen.
Gleiches gilt für die Frage, wer eigentlich Speicher betreiben darf. Der Netzbetreiber? Eigentlich nicht. Weil Produktion und Transport getrennt sein müssen. Das heißt, ein Netzbetreiber darf einen Speicher nur dann haben, wenn er ihn zur Netzstabilisierung einsetzt und nicht am Markt damit agiert und damit Geld verdient; aber gerade der Doppel- beziehungsweise Mehrfachnutzen ermöglicht – wie die Studien zeigen – am schnellsten einen ökonomischen Betrieb.

Welches Marktdesign schlagen die Studien vor?

Anna Grevé: Die Autoren machen sehr unterschiedliche Aussagen. Ältere Studien hatten einen starken Fokus auf nationale Versorgungssicherheit und Wirtschaftlichkeit auf nationaler Ebene. Sie favorisierten überwiegend die Schaffung neuer Kapazitätsmärkte. Neuere Studien sagen, wir müssen zunächst die Hemmnisse abbauen, um den Flexibilitätsbedarf zu reduzieren. Und dann können wir darüber reden, wie ein neuer Markt möglicherweise aussehen kann. Diese setzen auch viel stärker auf eine europäische Koordination.

 

Teil 2 des Interviews: Gibt es Untersuchungen, welcher Typ von Speicher schneller eine Wirtschaftlichkeit erreichen könnte?

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Im Interview

Dr.-Ing. Anna Grevé leitet seit Januar 2013 die Abteilung »Think Tank Energy« beim Fraunhofer Institut UMSICHT. Schwerpunkt der Abteilung ist die Erschließung neuer und zukunftsträchtiger Forschungsfelder aus dem Bereich Energiespeicherung und -konversion für eine nachhaltige Energieversorgung. Anna Grevé studierte Umwelttechnik und Ressourcenmanagement an der Ruhr-Universität Bochum und promovierte dort im Jahr 2009 am Institut für Thermo- und Fluiddynamik.