Stand und Entwicklung bei Stromspeichern

Der neue Speichermonitoringbericht: Im jährlichen Rhythmus erscheint von der RWTH Aachen der Jahresbericht zum Speichermonitoring. Er gibt Aufschluss über verschiedene Entwicklungen bei Batteriesystemen, der Bericht 2018 ist in der vergangenen Woche erschienen. Das Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) ist seit mehr als 50 Jahren in der Forschung tätig, einer der Schwerpunkte ist die Energieversorgung. Das Speichermonitoring stellt die wissenschaftliche Begleitforschung des KfW-Förderprogrammes dar, der Einfluss des Förderprogramms auf Markt- und Technologieentwicklung soll damit beleuchtet werden.  
 
Die KfW fördert stationäre Stromspeicher, mit denen Solarstrom aus Photovoltaik-Anlagen gespeichert wird. Neben einem zinsgünstigen Darlehen wird ein Tilgungszuschuss von derzeit 10 Prozent der Kosten gewährt. Etliche technische und organisatorische Bedingungen werden vorgegeben, darunter auch eine netzdienliche Begrenzung der PV-Einspeisung auf 50 Prozent am Einspeisepunkt und die Teilnahme am Monitoringprogramm.

Der Speichermarkt für Heimspeicher in Deutschland wies im vergangenen Jahr folgende Merkmale auf:

• jede 2. PV-Anlage unter 30 kWp wurde mit Speicher verkauft
• rund 85.000 Batteriespeicher waren im Land Ende 2017 installiert
• es gab einenPreisabfall seit Mitte 2013 um 50 %
• zu 99% handelt es sich um Lithium-Ionen-Akkus

Der letzte Punkt wurde auch beim Expertenforum Speichersysteme bei der DGS Franken in der vergangenen Woche bestätigt. Bleisysteme haben im Bereich Heimspeicher praktisch keine Bedeutung mehr, andere neue Systeme (wie z.B. Redox-Flow) können sich im Heimspeicherbereich (noch) nicht durchsetzen.

Der Sinn des KfW-Förderprogramms als Marktanreizprogramm wird von den Autoren des Monitoringberichtes bejaht. Während zu Beginn der Förderung noch jede zweite Anlage gefördert wurde, waren es 2017 nur noch 20 %, der Markt steht inzwischen also „auf eigenen Beinen“. Das Förderprogramm läuft seitens des Bundeswirtschaftsministeriums Ende 2018 regulär aus. Klar ist aber auch, dass neben den bürokratischen Herausforderungen auch der dreimonatige Förderstopp Mitte 2016 das Interesse und das Vertrauen in das Förderprogramm geschmälert haben.

Interessant ist auch, dass der durchschnittliche Kaufpreis eines Heimspeichers seit 2013 nahezu konstant bei rund 10.000 Euro liegt. Der gesunkene Preis der Anlagen wurde von den Kunden dann durch den Kauf von immer größeren Speichern - derzeit im Schnitt 8 kWh - kompensiert.

Als Motivation für die Anschaffung eines Speichers wird nach wie vor die persönliche Umsetzung der Energiewende und die Absicherung gegen steigende Strompreise angegeben. Auch geben viele Käufer ein allgemeines Technologieinteresse an. Und eine steigende Zahl der Kunden erwartet auch eine wirtschaftlich positive Auswirkung des Speichereinsatzes (2013: 40, 2017: 55 Prozent der Kunden). Ob diese Erwartung dann vom Speichersystem erfüllt wird, ist eine komplexe Frage, die auch erst in Zukunft (z.B. aufgrund der zukünftigen Strompreise) beantwortet werden kann.

Das Monitoring selbst gliedert sich in drei Phasen:

a) Basismonitoring
Hier werden die Stammdaten der PV-Anlagen und Speicher erfasst und statistisch ausgewertet. Es geht dabei um die Speichergröße, Kaufpreis und z.B. den Batteriehersteller.

b) Standard-Monitoring

Hier werden einzelne Zählerstände und Logfiles von Speichersystemen verarbeitet.  

c) Intensiv-Monitoring

Hier werden von einzelnen Anlagen hochauflösende Messdaten verarbeitet, derzeit 6 Laboranlagen und 20 im Feld.

Aus dem Basismonitoring wird insbesondere die dynamische Marktentwicklung deutlich. So war mit rund 85.000 Systemen Ende 2017 eine Speicherkapazität von rund 600 MWh an dezentralen Batteriespeichern verfügbar, was rund einer Leistung von 280 MW entspricht.

Das liegt auch schon deutlich über dem Stand der Großspeicher, die z.B. für die Netzstabilisierung von Netz- oder Kraftwerksbetreibern installiert werden. Insgesamt sind in Deutschland rund 240 MWh Großspeicher installiert, eine Speicherleistung von 180 MW ist für Primärregelleistung freigegeben. Sowohl die Klein- als auch die Großspeicher werden in 2018 weiter einen deutlichen Marktzuwachs erfahren.

Bei Kleinspeichern im KfW-Förderprogram liegt die Quote der Speicher, die zusammen mit PV-Anlage gebaut werden, in den vergangenen Jahren bei rund 90 %. Es wird jedoch von den Autoren erwartet, dass ab 2021 mehr Systeme in der Nachrüstung verbaut werden, wenn die ersten Altanlagen aus der EEG-Vergütung herausfallen. Die DGS wird in den kommenden Monaten beginnen, konkrete Hilfestellungen für Betreiber von Altanlagen zur Verfügung zu stellen.

Beim Standard-Monitoring zeigt die Auswertung von Speicherdaten und Stromverbräuchen, dass im Durchschnitt ein Autarkiegrad von um die 60 Prozent mit einem Speicher erreicht wird, die Schwankungen um diesen Wert ergeben sich aus den unterschiedlichen Speichergrößen, PV-Anlagengrößen und den Stromverbräuchen.

Ein weiterer Schwerpunkt der Datenauswertung liegt in der Beurteilung der Effekte des (durch die Speicher gestiegenen) Eigenverbrauches auf Steuern, Umlagen und Abgaben. Hier wird einerseits berücksichtig, dass Anlagenbetreiber mit PV und Speicher nur noch rund 40 % ihres Stromverbrauches aus dem Netz kaufen und damit weniger Umlagen und Abgaben bezahlen. Andererseits speisen sie durch den Speicher auch nur 50 % der erzeugten Strommenge in das Netz ein und ersparen dem EEG-Konto damit Vergütungszahlungen. Die Autoren des Monitoringberichtes kommen zum Ergebnis, dass das Gesamtergebnis beider Auswirkungen für alle in 2017 betriebenen Speicher ungefähr ausgeglichen ist. 

Im Intensiv-Monitoring werden ausgewählte Speichersysteme, die markttypisch sind, im Detail ausgewertet und die Auswirkungen auf den Haushalt, aber auch das Stromnetz ermittelt.
Dazu werden von den Anlagen sekündliche Messdaten erfasst. Im Labor werden vier Anlagen betrieben, außerdem wurden 20 private Anlagen, die KfW-Förderung bekommen haben, mit entsprechender Messtechnik ausgestattet. Das Messprogramm wird noch ausgeweitet, weitere 12 Anlagen werden derzeit dafür vorbereitet.

Aus der Auswertung ergeben sich auch Erkenntnisse, bei welchen Leistungen die Speicher betrieben werden. Und dies unterscheidet sich zwischen Ladung und Entladung des Speichers! Die Ladung des Speichers erfolgt meist bei Sonnenschein und damit bei hohen Leistungen. Die Entladung und die Nutzung des gespeicherten Stroms erfolgen dann abends und nachts eher bei niedrigeren Leistungen, bei denen auch der Speicher einen geringeren Wirkungsgrad hat.

Und noch ein Ergebnis der Auswertung: Viele Speicher nutzen ein prognosebasiertes Ladeprogramm, wo anhand der Wetterdaten und des prognostizierten Stromverbrauchs der Speicher geladen wird. Der Speicher wird an einem sonnigen Sommertag dann nicht gleich morgens vollständig gefüllt, sondern moderat über den Tag geladen. Damit verbleibt er kürzere Zeit im Volllade-Status, was die Lebensdauer des Speichers erhöhen kann.

Ein weiteres Kapitel beschäftigt sich mit der Alterung der Speicher und dem aktuellen Problem, dass die Kapazität eines Speichers nicht einheitlich festgelegt ist. Grundsätzliche Alterungsprobleme bei Speichern wurden aber im Rahmen der Untersuchung nicht festgestellt.

Weitere Informationen unter www.speichermonitoring.de, hier kann der 122 Seiten starke Bericht auch kostenlos als pdf heruntergeladen werden.

Jörg Sutter