• PTR beobachtet einen deutlichen Anstieg bei der Einführung von Batterie-Energiespeichern, was hauptsächlich auf die rasche Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz zurückzuführen ist.
• Die USA, Großbritannien, Deutschland und Australien sind weltweit führend in Bezug auf die operative Batterie-Energiespeicherkapazität.
• Batterie-Energiespeicherprojekte stützen sich auf eine Reihe von Anwendungen, die über eigene Märkte zur Erzielung von Einnahmen verfügen, darunter Frequenzdienste, Lastverschiebung und Energiearbitrage.

PTR beobachtet einen deutlichen Anstieg bei der Einführung von Batterie-Energiespeichern, was hauptsächlich auf die rasche Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz. Dies gilt insbesondere für die fortgeschrittenen Volkswirtschaften weltweit, die sich Investitionen in saubere Energiequellen leisten können, im Gegensatz zu den Entwicklungsländern, die größtenteils unter Geldmangel leiden. Erneuerbare Energien sind eine intermittierende Stromquelle, die wiederum die Unterstützung durch Energiespeichertechnologien erfordert, um einen reibungslosen Betrieb des Stromnetzes zu ermöglichen. Batterie-Energiespeicher sind eine führende Energiespeichertechnologie, die eingesetzt wird, um den Übergang von konventionellen Energiequellen zu erneuerbaren Energien zu unterstützen. BESS spielen eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Netzparameter (Frequenz und Spannung) innerhalb der für einen sicheren Betrieb festgelegten Grenzen.

Mehrere Länder weltweit setzen Batterie-Energiespeichersysteme ein, und es wird erwartet, dass die Batterie-Energiespeicherkapazität im Laufe des Jahrzehnts erheblich zunehmen wird.  

Weltweite Einführung und Wachstum von Batterie-Energiespeichersystemen

Die USA, Großbritannien, Deutschland und Australien sind weltweit führend in Bezug auf die betriebliche Batterie-Energiespeicherkapazität. Vor kurzem haben die USA alle anderen Länder überholt, da sie im Jahr 2022 Batterie-Energiespeicherprojekte mit einer Kapazität von 4000 MW installiert haben. Innerhalb der USA verfügen Kalifornien und Texas über den Großteil der installierten Batterie-Energiespeicherkapazität, weshalb sie als etablierte Märkte in Amerika eingestuft werden.

In Europa ist Großbritannien führend in Bezug auf die operative Batterie-Energiespeicherkapazität. Das Vereinigte Königreich verfügt über eine kumulierte operative Batterie-Energiespeicherkapazität von rund 1,9 GW, was den flächendeckenden Einsatz von kohlenstoffarmen Erzeugungsanlagen wie Wind- und Solarenergie im Land unterstützt. Die BESS-Projekte im Vereinigten Königreich haben durch die Bereitstellung von Frequenzdiensten für das Stromnetz erhebliche Einnahmen generiert. In letzter Zeit sind die Einnahmen aus Frequenzdiensten aufgrund der Sättigung des Frequenzdienstemarktes im Land jedoch zurückgegangen.

In Deutschland hingegen stieg die Zahl der installierten BESS-Großprojekte nach einem dreijährigen Rückgang im Jahr 2022 um 910 %. Im selben Jahr wurden in Deutschland BESS-Projekte mit einer Kapazität von 470 MW installiert, wodurch sich die Gesamtkapazität auf 1 GW erhöhte. Auch deutsche Projekte waren für ihre Erlösgenerierung weitgehend vom Frequenzregelungsreservenmarkt (FCR) abhängig. Da der Markt für FCR gesättigt ist, wird erwartet, dass diese Projekte auf alternative Einnahmequellen wie Spitzenlast- und Arbitragemärkte ausweichen werden.

Im Jahr 2022 wurden in Australien BESS-Projekte mit einer Gesamtleistung von 200 MW installiert. Australien verfolgt den Einsatz von BESS-Kapazitäten in großem Maßstab und installiert Projekte mit einer Kapazität von jeweils 200 MW. Diese Projekte, die derzeit entweder geplant sind oder sich im Bau befinden, werden die kumulierte BESS-Kapazität des Landes voraussichtlich drastisch erhöhen. Australien verfolgt auch hybride BESS-Projekte, bei denen Batterie-Energiespeicherkapazitäten zusammen mit einem Projekt zur Erzeugung erneuerbarer Energien installiert werden, um die Kapazität zu stabilisieren. Darüber hinaus installiert Australien auch groß angelegte BESS-Projekte an Standorten stillgelegter Kohlekraftwerke.

Abbildung 1: Globaler Marktüberblick – Wachstum von Batterie-Energiespeichersystemen in wichtigen Ländern. Quelle: PTR Inc.

Batterie-Energiespeichertechnologie und Kostenentwicklung

Die meisten BESS-Anlagen weltweit basieren auf Lithium-Ionen-Technologie. Eine Handvoll weltweit installierter BESS-Projekte setzen auf Flussbatterie-Technologie und Natrium-Ionen-Technologie. Die Nachfrage nach Lithium-Ionen-Batterien steigt vor allem deshalb, weil die meisten der derzeit installierten BESS-Projekte diese spezielle Technologie verwenden. 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 waren die Rohstoffpreise, darunter Lithium, Kobalt und Kupfer, im Jahr 2022 höher als jemals zuvor in den 2010er Jahren. Dies hat wiederum zu einem Anstieg der Kosten für Lithium-Ionen-Akkus und -Zellen geführt, die seit drei Jahren kontinuierlich rückläufig waren. Einer der Gründe für den Anstieg der Rohstoffpreise sind Störungen in der Lieferkette, die die Regierungen dazu veranlasst haben, in den Aufbau lokaler Rohstofflieferketten zu investieren. Darüber hinaus 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: Globale Durchschnittspreise für Lithium-Ionen-Batterien (2022). Quelle: PTR Inc.

Einnahmequellen für BESS-Projekte

Batterie-Energiespeicherprojekte stützen sich auf eine Reihe von Anwendungen, die über eigene Märkte zur Erzielung von Einnahmen verfügen, darunter Frequenzdienste, Lastverschiebung und Energiearbitrage.

Frequenzdienste

Eine wichtige Möglichkeit für BESS-Projekte, Einnahmen zu generieren, ist die Bereitstellung von Netzdienstleistungen wie der Frequenzregelung. Da die BESS-Projekte in das Stromnetz integriert werden, sind die Betreiber der Batterien auf die Bereitstellung von primären und sekundären Frequenzregelungsdiensten angewiesen, um Einnahmen zu erzielen. Die Frequenzregelung ist nicht nur eine Möglichkeit zur Erzielung von Einnahmen für die BESS-Projekte, sondern verbessert auch die Stabilität und Zuverlässigkeit des Stromnetzes, was sehr wünschenswert ist. In fortgeschrittenen Volkswirtschaften wie Deutschland, Großbritannien und den USA ist jedoch häufig zu beobachten, dass der Markt für Frequenzdienste gesättigt ist, was wiederum die Vergütung für Frequenzregulierungsdienste verringert.

Lastverschiebung und Energiespekulation

Es ist weltweit durchaus üblich, dass BESS-Projekte Einnahmen aus Lastverschiebungen generieren, insbesondere dort, wo erneuerbare Energien wie Solar- und Windenergie in großem Umfang in das Stromnetz integriert sind. Um intermittierende erneuerbare Energien effizient zu verwalten, werden Batteriespeicher eingesetzt, die überschüssige Energie in Zeiten hoher Produktion speichern und bei höherem Bedarf wieder abgeben. Energiearbitrage ist eine weitere Einnahmequelle, die es Entwicklern erneuerbarer Energien ermöglicht, nicht nur ihre Gesamtenergieproduktion zu verbessern, sondern auch zusätzliche Einnahmen zu erzielen, indem sie Energie zu Spitzenlastzeiten (wenn die Strompreise höher sind) bereitstellen und verkaufen.

Neue Trends

Entwickler von Batterie-Energiespeichern versuchen, ihre Einnahmequellen zu diversifizieren und sich anderen Märkten/Dienstleistungen zuzuwenden, darunter die Entlastung des Stromnetzes und die Stabilisierung der Spannung usw. BESS-Projekte entlasten das Stromnetz mittlerweile, indem sie überschüssigen Strom in Zeiten geringer Nachfrage speichern und ihn bei hoher Nachfrage wieder abgeben. Dienstleistungen zur Entlastung des Stromnetzes sind in den Niederlanden zu einer etablierten Einnahmequelle für BESS-Projekte geworden. Im Vereinigten Königreich versorgen BESS-Projekte das Stromnetz mit Blindleistung, um die Netzspannungen zu stabilisieren. Auf dem US-Markt generieren BESS-Projekte Einnahmen, indem sie Investitionen in den Ausbau der Kapazitäten des Übertragungs- und Verteilungsnetzes verzögern. Zusammenfassend lässt sich sagen, dass sich den Entwicklern von BESS-Projekten auf dem Strommarkt eine Reihe von Möglichkeiten bieten, die nicht nur das Wachstum, sondern auch die Rentabilität der Branche fördern werden.

Abbildung 3: Einnahmequellen aus Batterie-Energiespeichern im Vergleich zur Energiespeicherdauer. Quelle: PTR Inc.

Ausblick

Es wird erwartet, dass die weltweite Batterie-Energiespeicherkapazität in den kommenden Jahren vor allem aufgrund des Einsatzes erneuerbarer Energien, insbesondere in fortgeschrittenen Volkswirtschaften, zunehmen wird. Dies wiederum wird neue Märkte für den Einsatz von Batterie-Energiespeichertechnologien auf den Strommärkten der Länder schaffen, um verschiedene Netzdienstleistungen anzubieten.

Es besteht jedoch ein dringender Bedarf an Änderungen in den Richtlinien und Vorschriften, wobei der Schwerpunkt auf der Beseitigung von Hindernissen und der Schaffung eines förderlichen Umfelds für die Akteure der Branche liegt. Bis 2030 haben sich wichtige Länder zu umfangreichen Batterieinstallationen verpflichtet, unterstützt durch technologische Fortschritte, Kostensenkungen und Fortschritte in verschiedenen Chemiebereichen. Diese Faktoren werden die Fertigstellung geplanter Projekte beschleunigen und sicherstellen, dass die Batterie-Energiespeicherung eine entscheidende Rolle bei der Verbesserung der Zuverlässigkeit, Stabilität und Nachhaltigkeit der globalen Energielandschaft spielt.

Über den Autor

Siddiqa Batool arbeitet als Analystin bei PTR Inc. und konzentriert sich auf die Analyse des Energiespeichermarktes. Zu ihren Aufgaben gehört die Analyse von Trends auf dem Energiespeichermarkt, insbesondere die Marktgröße und die Analyse bereits installierter und geplanter Projekte. Siddiqa führt auch Analysen zu Fortschritten in der Batteriechemie und in Lieferketten durch. Als Marktanalystin hat sie auch an Projekten zum Thema Stromnetze und Leistungselektronik gearbeitet. Sie hat einen Bachelor-Abschluss in Elektrotechnik von der Mehran University of Engineering and Technology (UET), der ihr technisches Hintergrundwissen für ihre Tätigkeit als Marktanalystin vermittelt.

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