• PTR beobachtet einen deutlichen Anstieg bei der Nutzung von Batterie-Energiespeichern, der hauptsächlich auf die rasche Einbindung erneuerbarer Energien in das Stromnetz zurückzuführen ist.
• Die USA, Großbritannien, Deutschland und Australien sind weltweit führend, was die betriebliche Energiespeicherkapazität von Batterien angeht.
• Projekte zum Energiespeichern mit Batterien stützen sich auf eine Reihe von Anwendungsbereichen, die jeweils eigene Märkte zur Erzielung von Einnahmen bieten, darunter Frequenzdienstleistungen, Lastverschiebung und Energiearbitrage.

PTR beobachtet einen deutlichen Anstieg bei der Nutzung von Batterie-Energiespeichern, der vor allem auf die rasche Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz. Dies gilt insbesondere für Industrieländer weltweit, die es sich leisten können, in saubere Energiequellen zu investieren, im Gegensatz zu Entwicklungsländern, die größtenteils unter Finanzengpässen leiden. Erneuerbare Energien sind eine intermittierende Stromquelle, die wiederum auf Energiespeichertechnologien angewiesen ist, um einen reibungslosen Netzbetrieb zu gewährleisten. Batteriespeicher sind eine führende Energiespeichertechnologie, die eingesetzt wird, um den Übergang von konventionellen Energiequellen zu erneuerbaren Energien zu unterstützen. Batteriespeichersysteme (BESS) spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Netzparameter (Frequenz und Spannung) innerhalb der für einen sicheren Betrieb festgelegten Grenzwerte.

Weltweit setzen zahlreiche Länder Batterie-Energiespeichersysteme ein, und es wird erwartet, dass die Kapazität der Batterie-Energiespeicher im Laufe dieses Jahrzehnts erheblich zunehmen wird.  

Weltweiter Einsatz und Wachstum von Batterie-Energiespeichersystemen

Die USA, Großbritannien, Deutschland und Australien sind weltweit führend, was die in Betrieb befindliche Batteriespeicherkapazität angeht. Vor kurzem haben die USA alle anderen Länder überholt, da sie im Jahr 2022 Batteriespeicherprojekte mit einer Kapazität von 4.000 MW installiert haben. Innerhalb der USA verfügen Kalifornien und Texas über den Großteil der installierten Batteriespeicherkapazität, weshalb sie als etablierte Märkte in Nord- und Südamerika eingestuft werden.

In Europa nimmt Großbritannien hinsichtlich der in Betrieb befindlichen Batteriespeicherkapazität eine führende Rolle ein. Das Land verfügt über eine kumulierte in Betrieb befindliche Batteriespeicherkapazität von rund 1,9 GW, was den flächendeckenden Ausbau kohlenstoffarmer Erzeugungsanlagen wie Wind- und Solarenergie im Land unterstützt. Die BESS-Projekte in Großbritannien haben durch die Bereitstellung von Frequenzdienstleistungen für das Stromnetz erhebliche Einnahmen generiert. In jüngster Zeit sind die Einnahmen aus Frequenzdiensten jedoch aufgrund der Sättigung des Marktes für Frequenzdienste im Land zurückgegangen.

In Deutschland hingegen stiegen die Installationen von BESS-Projekten im Großmaßstab im Jahr 2022 um 910 %, nachdem zuvor drei Jahre lang ein Rückgang zu verzeichnen war. Im selben Jahr wurden in Deutschland BESS-Projekte mit einer Leistung von 470 MW installiert, wodurch sich die Gesamtleistung auf 1 GW erhöhte. Deutsche Projekte waren zudem bei der Erzielung von Einnahmen weitgehend vom Markt für Frequenzregelreserven (FCR) abhängig. Da der Markt für FCR gesättigt ist, wird erwartet, dass diese Projekte alternative Einnahmequellen erschließen werden, beispielsweise die Märkte für Spitzenlast und Arbitrage.

Im Jahr 2022 wurden in Australien BESS-Projekte mit einer Gesamtkapazität von 200 MW realisiert. Australien treibt den Ausbau der BESS-Kapazitäten in großem Maßstab voran und realisiert Projekte mit einer Leistung von jeweils 200 MW. Diese Projekte, die sich derzeit entweder in der Planungsphase oder im Bau befinden, werden die kumulierte BESS-Kapazität des Landes voraussichtlich drastisch erhöhen. Australien verfolgt zudem hybride BESS-Projekte, bei denen Batteriespeicherkapazitäten in Verbindung mit einem Projekt zur Erzeugung erneuerbarer Energien installiert werden, um die Netzstabilität zu gewährleisten. Darüber hinaus realisiert Australien groß angelegte BESS-Projekte an Standorten stillgelegter Kohlekraftwerke.

Abbildung 1: Überblick über den globalen Markt – Wachstum bei Batterie-Energiespeichersystemen in wichtigen Ländern. Quelle: PTR Inc.

Technologie und Kostenentwicklung bei Batteriespeichern

Der Großteil der weltweit installierten BESS-Anlagen basiert auf der Lithium-Ionen-Technologie. Eine Handvoll der weltweit installierten BESS-Projekte stützt sich auf die Flussbatterie-Technologie und die Natrium-Ionen-Technologie. Die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien steigt vor allem deshalb, weil die Mehrheit der derzeit realisierten BESS-Projekte diese Technologie nutzt. Die Lithium-Ionen-Technologie wird jedoch kontinuierlich weiterentwickelt, wobei der Schwerpunkt auf der Steigerung der Gesamtenergiedichte und der Sicherheit der BESS liegt.

Nach Schätzungen der Internationalen Energieagentur lagen die Rohstoffpreise, darunter Lithium, Kobalt und Kupfer, im Jahr 2022 höher als zu jedem Zeitpunkt in den 2010er Jahren. Dies hat wiederum zu einem Anstieg der Kosten für Lithium-Ionen-Akkus und -Zellen geführt, die zuvor drei Jahre in Folge gesunken waren. Einer der Gründe für den Anstieg der Rohstoffpreise sind die Störungen in der Lieferkette, die Regierungen dazu veranlasst haben, in den Aufbau lokaler Rohstoffversorgungsketten zu investieren. Zudem ist zu beobachten, dass Hersteller von Lithium-Ionen-Batterien strategische Allianzen mit Bergbauunternehmen eingehen, um die Lieferkette zu sichern. Es wird erwartet, dass die Preise für Lithium-Ionen-Batterien in der zweiten Hälfte des laufenden Jahrzehnts (im Vergleich zu 2022) sinken werden.

Abbildung 2: Weltweite Durchschnittspreise für Lithium-Ionen-Akkus (2022). Quelle: PTR Inc.

Einnahmequellen für BESS-Projekte

Projekte zum Energiespeichern mit Batterien stützen sich auf eine Reihe von Anwendungsbereichen, die jeweils eigene Märkte zur Erzielung von Einnahmen bieten, darunter Frequenzdienstleistungen, Lastverschiebung und Energiearbitrage.

Frequenzdienste

Eine wichtige Einnahmequelle für BESS-Projekte ist die Erbringung von Netzdienstleistungen wie der Frequenzregelung. Mit der Einbindung der BESS-Projekte in das Stromnetz sind die Betreiber der Batterien auf die Erbringung von Primär- und Sekundärfrequenzregeldiensten angewiesen, um Einnahmen zu erzielen. Abgesehen davon, dass die Frequenzregelung eine Einnahmequelle für die BESS-Projekte darstellt, verbessert sie zudem die Stabilität und Zuverlässigkeit des Stromnetzes, was äußerst wünschenswert ist. In Industrieländern wie Deutschland, Großbritannien und den USA ist jedoch häufig zu beobachten, dass der Markt für Frequenzdienstleistungen gesättigt ist, was wiederum zu einer Verringerung der Vergütung für Frequenzregelungsdienste führt.

Lastverlagerung und Energiearbitrage

Weltweit ist es durchaus üblich, dass BESS-Projekte Einnahmen aus der Lastverschiebung erzielen, insbesondere dort, wo erneuerbare Energien – darunter Solar- und Windenergie – in großem Umfang in das Stromnetz eingespeist werden. Um die schwankende Erzeugung erneuerbarer Energien effizient zu steuern, kommen Batterie-Energiespeicher zum Einsatz, die überschüssige Energie in Zeiten hoher Erzeugung speichern und bei erhöhtem Bedarf wieder abgeben. Energiearbitrage ist eine weitere Einnahmequelle, die es Entwicklern erneuerbarer Energien nicht nur ermöglicht, ihre Gesamtenergieproduktion zu verbessern, sondern auch zusätzliche Einnahmen zu erzielen, indem sie Energie während Spitzenlastzeiten (wenn die Strompreise höher sind) bereitstellen und verkaufen.

Neue Trends

Entwickler von Batterie-Energiespeichersystemen streben eine Diversifizierung ihrer Einnahmequellen an und orientieren sich zunehmend auf andere Märkte und Dienstleistungen, darunter die Entlastung des Stromnetzes bei Engpässen und die Spannungsstabilisierung. BESS-Projekte tragen mittlerweile zur Entlastung des Stromnetzes bei, indem sie überschüssigen Strom in Zeiten geringer Nachfrage speichern und bei hohem Bedarf wieder abgeben. Dienstleistungen zur Entlastung des Stromnetzes bei Engpässen haben sich in den Niederlanden zu einer etablierten Einnahmequelle für BESS-Projekte entwickelt. Im Vereinigten Königreich liefern BESS-Projekte Blindleistung an das Stromnetz, um die Netzspannungen zu stabilisieren. Auf dem US-Markt generieren BESS-Projekte Einnahmen, indem sie Investitionen in den Ausbau der Kapazität des Übertragungs- und Verteilungsnetzes hinauszögern. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich auf dem Strommarkt eine Reihe von Chancen für Entwickler von BESS-Projekten bietet, die nicht nur das Wachstum, sondern auch die Rentabilität der Branche vorantreiben werden.

Abbildung 3: Umsatzströme aus Batteriespeichern im Vergleich zur Speicherdauer. Quelle: PTR Inc.

Ein Blick in die Zukunft

Es wird erwartet, dass die weltweite Kapazität von Batterie-Energiespeichern in den kommenden Jahren zunehmen wird, was vor allem auf den Ausbau erneuerbarer Energien, insbesondere in den Industrieländern, zurückzuführen ist. Dies wird wiederum neue Märkte für den Einsatz von Batterie-Energiespeichertechnologien auf den Strommärkten der einzelnen Länder schaffen, um verschiedene Netzdienstleistungen zu erbringen.

Es besteht jedoch dringender Handlungsbedarf bei der Anpassung von Richtlinien und Vorschriften, wobei der Schwerpunkt auf dem Abbau von Hindernissen und der Schaffung günstiger Rahmenbedingungen für die Akteure der Branche liegen muss. Bis 2030 haben sich wichtige Länder zu umfangreichen Batterieinstallationen verpflichtet, unterstützt durch technologische Fortschritte, Kostensenkungen und Weiterentwicklungen bei verschiedenen Chemien. Diese Faktoren werden die Fertigstellung geplanter Projekte beschleunigen und sicherstellen, dass Batterie-Energiespeicher eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Zuverlässigkeit, Stabilität und Nachhaltigkeit der globalen Energielandschaft spielen.

Über den Autor

Siddiqa Batool ist als Analystin bei PTR Inc. tätig und konzentriert sich auf die Marktanalyse im Bereich Energiespeicherung. Zu ihren Aufgaben gehören die Analyse von Trends auf dem Energiespeichermarkt, insbesondere die Ermittlung der Marktgröße sowie die Analyse bereits installierter und geplanter Projekte. Darüber hinaus führt Siddiqa Analysen zu Fortschritten bei Batteriechemien und Lieferketten durch. Als Marktanalystin hat sie zudem an Projekten zum Thema Stromnetze und Leistungselektronik mitgearbeitet. Sie verfügt über einen Bachelor-Abschluss in Elektrotechnik von der Mehran University of Engineering and Technology (UET), wodurch sie technisches Hintergrundwissen in ihre Tätigkeit als Marktanalystin einbringt.

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