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Spagat zwischen Markt und Netz

Großbatterien können eine wirtschaftliche Alternative zum Netzausbau auf lokaler Ebene sein.

Das ist das Ergebnis des dreijährigen Forschungsprojekts „Smart Power Flow“ des Reiner Lemoine Instituts (RLI), das Ende Oktober abgeschlossen wurde. Mithilfe eines eigens entwickelten Batterieprototyps wurde dabei ein Betriebsmodell mit größtmöglichem Gewinn ermittelt. Der steigende Anteil von erneuerbaren Energien belastet insbesondere die sogenannten Verteilnetze – also die Stromnetze auf lokaler Ebene, an welche Haushalte angeschlossen sind. Daher ist die Forderung nach Netzausbau in aller Munde. „Aus unserer Sicht ist der zunehmende Netzausbau aus volkswirtschaftlicher Sicht nicht sinnvoll, da die Netze für eine Belastung ausgelegt werden, die nur an wenigen Tagen im Jahr erreicht wird – das ist unnötig teuer und aufwendig“, erklärt Projektleiter Dr. Jochen Bühler, wissenschaftlicher Mitarbeiter im Forschungsfeld Transformation von Energiesystemen des RLI. „Wir haben darum in diesem Projekt Alternativen geprüft. Großbatterien stellen hierbei eine Option dar, da sie durch eine optimierte Betriebsweise die Aufnahmefähigkeit der lokalen Netze für erneuerbare Energien erhöhen können.“

Bei der im Projekt genutzten Großbatterie handelt es sich um den Prototypen einer Vanadium-Redox-Flow-Batterie dessen Wechselrichter sowie Steuerung eigens für das Projekt entwickelt wurden. Sie wurde in das Stromnetz der LEW Verteilnetz (LVN) in Bayerisch-Schwaben integriert und in einer einjährigen Testphase überprüft. Ziel war es, den Spagat zwischen wirtschaftlichem und netzstützendem Betrieb zu ermöglichen. Eine RLI-Analyse der Geschäftsmodelle für Großbatterien hat ergeben, dass unter heutigen Rahmenbedingungen in Deutschland der Einsatz von Batterien am Primärregelleistungsmarkt der mit Abstand lukrativste Anwendungsbereich ist. Daher lag der Fokus des Projekts auf diesem Geschäftsmodell.

Für die Verteilnetze verhalten sich Batterien, welche Primärregelleistung erbringen, allerdings zunächst nicht netzdienlich, da das Be- und Entladen des Speichers einzig durch die Netzfrequenz und nicht durch die lokale Netzsituation bestimmt wird. Dieses Problem wird durch die vom RLI entwickelte intelligente Batteriesteuerung gelöst, die die Spannung im Ortsnetz entsprechend regelt und so die Netzaufnahmefähigkeit für Erneuerbare Energien erhöht. „Entscheidend und neu an unserem Ansatz ist die Kombination eines marktgetriebenen und zugleich netzdienlichen Batterieeinsatzes auf Verteilnetzebene“, fasst Bühler das Projektergebnis zusammen. „Auch für lokale Netzbetreiber lohnt sich in vielen Fällen der Einsatz von Großbatterien, sodass sehr viele von ihnen dezentral über Deutschland verteilt werden könnten. Voraussetzung ist dabei, dass die Speicher von externen Investoren aufgrund tragfähiger Geschäftsmodelle erbaut werden und die Batterien mit einer netzdienlichen Regelung ausgestattet werden. Für die Netzbetreiber ist diese Lösung, selbst unter Berücksichtigung von etwaigen Kompensationszahlungen für den Mehraufwand, welche den Batteriebetreibern für das netzdienliche Verhalten Ihrer Anlagen entstehen, günstiger als die eigenen Netze auszubauen. So können Netzausbaumaßnahmen durch den Einsatz von Speichern vermieden werden, welche sowieso – nämlich aufgrund eines Marktanreizes – erbaut werden. Dies senkt die Stromkosten und kann die Energiewende schneller voran bringen.“

Das RLI in Berlin, das das Projekt Smart Power Flow leitete, hat sämtliche Berechnungen und Modellierungen durchgeführt, weitere Partner neben der LEW Verteilnetz (LVN), die die Batterie in ihrem Netz testete, waren SMA Solar Technology, die den Wechselrichter für den Speicher entwickelte und die Firma Younicos, die die Batteriesteuerung entwickelte. Smart Power Flow wurde vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie als eins von 38 Leuchtturmprojekten in der Förderinitiative „Batterien im Verteilnetz“ gefördert.

Kontakt: Reiner Lemoine Institut GmbH, Dr. Jochen Bühler, 12459 Berlin, Tel. 30 5304 2016, Jochen.Buehler@rl-institut.de

Bild: Reiner Lemoine Institut