Stromspeicher: Technologieführung bewahren

Die Schellladesäule von Ads-Tec stellt eine Ladeleistung von 320 kW zur Verfügung und benötigt dafür nur 50-kW-Netzanschlussleistung. (Foto: Jens-Peter Meyer)
Die Schellladesäule von Ads-Tec stellt eine Ladeleistung von 320 kW zur Verfügung und benötigt dafür nur 50-kW-Netzanschlussleistung. (Foto: Jens-Peter Meyer)
09.05.2018

Deutsche Hersteller von Batteriespeichern sind technologisch weltweit führend. Doch die Konkurrenz schläft nicht. Der Markt in Deutschland muss deutlich an Schwung gewinnen, um den Vorsprung verteidigen zu können.

Die deutsche Energiespeicherbranche befindet sich nach wie vor im Aufbruch. Das war auf der Messe Energy Storage in Düsseldorf Mitte März klar zu spüren. Auch im vergangenen Jahr stieg das Marktvolumen insbesondere bei den Heimbatteriespeichern deutlich an. Das geht aus Zahlen hervor, die das Beratungsunternehmen Team Consult für den Bundesverband Energiespeicher (BVES) erhoben hat. Wurden 2016 noch 77 MW installiert, so waren es 2017 schon 95 MW. Für dieses Jahr rechnet Team Consult mit einer weiteren Steigerung auf 105 MW. Insgesamt war Ende 2017 eine Heimspeicherleistung von 280 MW in Deutschland installiert, die sich auf 85.000 Anlagen verteilte.

In Zukunft verspricht sich die Branche weiteren Schub durch die Kooperation mit Stadtwerken. Solarwatt, einer der größten Anbieter von Heimstromspeichern in Deutschland, kooperiert schon länger mit E.ON. Der Energieversorger kann beim Vertrieb von PV-Anlagen und Speichersystemen mit seinen Kundenkontakten punkten. Der Solarspezialist sorgt seinerseits für abgestimmte, leicht zu installierende Produkte. Bei der Weiterentwicklung seines EnergyManager arbeitet Solarwatt mit den Elektrizitätswerken des Kantons Zürich zusammen. Denn rund wird die Sache, wenn der Energieversorger auch den Service der Fernwartung anbieten kann, damit die Sektorkopplung im Kleinen aus PV-Anlage, Speicher, Wärmepumpen und Elektromobilität beim Kunden jederzeit reibungslos funktioniert.

Ganz ungetrübt ist die Lage aber nicht. Lange Zeit sanken die Batteriepreise aufgrund des Skaleneffekts im wachsenden Markt. Doch derzeit beobachtet die Branche, dass Batterien eher teurer werden. Die Produktionskapazität sei am Limit, meinen Branchenkenner. Das liegt an dem wachsenden Markt für die Elektromobilität besonders in China und betrifft daher die Li-NMC-Batterien, die in Autos zum Einsatz kommen. Hinzu kommt, dass der Rohstoff Kobalt knapp und damit teuer ist. Das macht sich stark bemerkbar, weil 70 bis 80 % der Kosten einer Lithiumbatterie Materialkosten sind. Die Industrie steuert aber schon gegen. Noch sind laut Dirk Uwe Sauer, Batterieforscher von der RWTH Aachen, in vielen Kathoden der Li-NMC-Batterien die Metalle Mangan, Nickel und Kobalt zu jeweils einem Drittel enthalten. Es gebe aber schon Produkte mit 80 % Mangan und nur noch 10 % Kobalt.

Letztlich kann eine weitere Preisdegression angesichts des hohen Materialanteils an den Kosten nur über eine Steigerung der Energiedichte realisiert werden. Da ist die Branche auf einem guten Weg. Denn vor kurzem sind 60-Ah-Zellen Standard gewesen, jetzt kommen die Zellen bereits auf 96 Ah und die 120-Ah-Zellen sind bereits von Zellherstellern wie Samsung oder LG Chem angekündigt. Der Forscher Sauer nennt zwei Wege, um die Energiedichte weiter zu steigern. Das sind zum einen nickelreiche Li-NMC-Zellen und zum anderen Anoden, die statt Kohlenstoff aus einem Gemisch aus Silizium und Kohlenstoff bestehen. Das soll die Einlagerung von Lithium in der Anode um einen Faktor von bis zu 10 verbessern. Eine weitere Steigerung der Energiedichte verspricht die Feststoffzelle, bei der ein fester Elektrolyt die Flüssigkeit ersetzt. Diese ist aber laut Sauer noch lange nicht marktreif.

Im Heimspeicherbereich sind LFP-Zellen, deren Kathode aus Lithium und Eisenphosphat besteht, eine Alternative zu Li-NMC-Zellen. Unternehmen, die diesen Zelltyp verwenden, bestätigen, dass die Preise dieser Zellen zurzeit nicht steigen. Von einem Wettbewerbsvorteil wollen sie aber nicht sprechen.

Commercial-Bereich steht in den Startlöchern

Positiv sieht es im Segment der Großspeicher zur Netzstabilisierung aus. Die Marktzahlen des BVES zeigen auch, dass diese Großspeicher den Heimspeichermarkt langsam aber sicher überholen. 2015 waren bundesweit nur 18 MW für diesen Zweck installiert. 2016 stieg die Batterieleistung der Großspeicher auf 143 MW und Ende 2017 waren es bereits 178 MW. Mit den für dieses Jahr angekündigten Projekten könnte die gesamte installierte Großspeicherleistung auf 323 bis 433 MW ansteigen. Wenn es gut läuft, werden die 385 MW des Heimspeichermarktes übertroffen. Der Umsatz der in Deutschland ansässigen Unternehmen war im Großspeichermarktsegment laut den Daten von Team Consult schon 2017 mit 1,1 Mrd. € größer als im Heimspeichermarkt mit 490 Mio. €. Mit 1,9 Mrd. € sind Pumpspeicher nach wie vor das größte Segment. Mit Wärmespeichern hat die Branche 800 Mio. € umgesetzt. In diesen Zahlen ist der Export enthalten. Das spielt eine große Rolle, weil die deutschen Speicherfirmen laut BVES im Schnitt 80 % ihrer Umsätze mit Export erzielen.

Zwischen den Großspeichern zur Netzstabilisierung und den Heimspeichern liegt ein breites Anwendungsspektrum in Industrie und Gewerbe, das im Leistungsbereich von 50 kW bis 1 MW reichen kann. Diesem neuen Marktsegment wendet sich die die Branche längst verstärkt zu. Der Vorteil für Batteriespeicher in diesem Segment ist es, dass sie nicht nur für die Eigenverbrauchsoptimierung von PV-Anlagen eingesetzt werden. Peak Shaving ist genauso eine Anwendung wie der Einsatz in Ladesäulen für Elektroautos. Auch am Regelleistungsmarkt können größere Batteriespeicher teilnehmen, zum Beispiel durch die Poolbildung mehrerer Installationen.

Auch die Notstromversorgung sei im Gewerbe ein wichtiger Aspekt, sagt Fenecon-Vertriebsleiter Christof Wiedmann. Denn bei einem Stromausfall müssten Maschinen und Server geordnet heruntergefahren werden können. Bei der neuen Fenecon Commercial 50-Serie kann man die Leistung in 50-kW-Einheiten beliebig skalieren. Auch das Großspeichersystem Varta flex storage ist modular. Powerunit und Batterieeinheit sind getrennt. „Flexibilität ist wichtig, denn es gibt Anwendungsfälle, bei denen über einen langen Zeitraum eine kleine Leistung gebraucht wird“, sagt Reiko Stutz, Leiter des Commercial-Bereichs bei Varta Storage, „bei anderen Anwendungen ist eine hohe Leistung über einen kurzen Zeitraum erforderlich.“

Eine solche Anwendung ist das Schnellladen von Elektroautos. Damit in Zukunft die Verteilnetze nicht zusammenbrechen, wenn viele Autos gleichzeitig geladen werden, braucht man Speicher. Ads-Tec hat heute schon eine Schnellladesäule konzipiert, die dank integrierter Batterie 320 kW Leistung bringt, aber nur 50 kW Netzanschlussleistung braucht. Das Ladekabel ist flüssigkeitsgekühlt, weil es sonst viel zu dick und starr sein würde. Auch Tesvolt hat ein neues Gerät vorgestellt, dass außen aufgestellt werden kann und für die Autoladung geeignet ist.

Autohäuser, aber auch Supermärkte, Bioläden, Anlagen für betreutes Wohnen und das Elektrofachhandwerk sieht man bei Solarwatt als Beispiele für interessante Gewerbekunden. Das Dresdner Unternehmen hat sein Speichersystem MyReserve Matrix für den Gewerbebereich ausgebaut. Fünf Speichersysteme mit jeweils einer Steuerungseinheit und fünf Batteriemodulen bilden eine Einheit, die auf eine Gesamtkapazität von 60 kWh und eine Leistung von 20 kW kommt. Ein weiterer Ausbau der Kapazität des im Millisekunden-Bereich reagierenden Systems ist geplant.

Urban Windelen, Geschäftsführer des BVES, betonte anlässlich der Messe, dass die deutschen Unternehmen weltweit gesehen in der Technologie führend sind. Es habe sich eine solide Industrie in der Nische gebildet. „Doch nun müssen die Speicher in den deutschen Markt, sonst ist der Vorsprung schnell wieder weg“, sagt Windelen. Er kritisiert, dass die Regularien nicht passen. Das deutsche Energierecht kenne nur Erzeuger, Verbraucher und den Transport. Speicher müssten als vierte Säule hinzukommen. Derzeit gilt der Speicher im Energierecht in dem Augenblick als Verbraucher, wenn er Strom aufnimmt und als Erzeuger, wenn er Strom abgibt. Ob die neue Große Koalition daran etwas ändern wird, muss sich zeigen. Windelen erkennt zumindest einen Hoffnungsschimmer, denn zum ersten Mal würden Speicher überhaupt im Koalitionsvertrag erwähnt.

Jens-Peter Meyer

Der Beitrag erscheint in SONNE WIND & WÄRME 5/2018.