Energiespeicher. Der Schlüssel für die Energiewende im Globalen Süden
Key Facts
- Da Energien aus erneuerbaren Quellen wie Sonne und Wind nicht durchweg zur Verfügung stehen, können digital vernetzte Speicher helfen, Schwankungen auszugleichen.
- Weltweit ist mit einem massiven Ausbau von Speichertechnologien für erneuerbare Energien zu rechnen – mit jährlichen Wachstumsraten von 27 Prozent bis 2030, ausgehend von einer Kapazität von 42 GW/99 GWh (Bloomberg NEF, 2023).
- Hotspot für Neu-Installationen im Gigawatt-Maßstab sind und bleiben die Länder der Asien-Pazifik-Region (APAC).
- Schätzungen gehen davon aus, dass die EMEA-Region 2030 etwa 24 Prozent der weltweiten Energiespeicherleistung beheimaten dürfte. Zum Vergleich: in Nord- und Südamerika zusammen sind es voraussichtlich nur knapp 18 Prozent.
Energiespeicher – unerlässlich für die (globale) Energiewende
Energiespeicher, unter anderem Batterien, spielen eine entscheidende Rolle beim Ausbau erneuerbarer Energien – gerade in Entwicklungs- und Schwellenländern. "Bereits heute setzen Gewerbe- und Industriebetriebe sowie Versorger mit Speichertechnologien verstärkt darauf, die Versorgungssicherheit zu verbessern, Spitzenlaststromtarife zu reduzieren und Netzengpässe zu überbrücken", sagt Urban Windelen, Geschäftsführer des Bundesverbands Energiespeicher Systeme e.V.
Beispiel Photovoltaik: Um Bedarfsspitzen am Abend decken zu können, muss der tagsüber gewonnene Solarstrom gespeichert werden. Je größer der Anteil von Solarstrom am Strommix, desto wichtiger sind smarte Speicher. Sie machen die Energieerzeugung nicht nur klimafreundlich, sondern auch flexibel und bedarfsgerecht. Energiespeicher tragen somit wesentlich zur Stabilisierung der Netze und der Versorgungssicherheit bei.
Darüber hinaus lassen sich signifikante Effizienzpotenziale durch Speichertechnologien heben: Innovative Ansätze können einzelne Bereiche wie Strom, Wärme, Kühlung sowie Mobilität als sogenannte Sektorkopplung miteinander verbinden.
Energiespeicher: Wachstumsmarkt mit Zukunft
Energiespeicher bieten vielversprechende Geschäftschancen für deutsche Unternehmen, die sich in Entwicklungs- und Schwellenländern einbringen möchten.
Im aktuellen Energy Storage Market Outlook prognostiziert das Beratungsunternehmen Bloomberg New Energy Finance (BNEF 2023), dass die Installation von Energiespeichern bis Ende des Jahrzehnts weltweit 650 Gigawatt (GW) beziehungsweise 1877 Gigawattstunden (GWh) erreichen werden. Die Studie geht davon aus, dass aufbauend auf den Rekordzahlen von 2023 jedes Jahr weltweit weitere 110 GW Leistung beziehungsweise 372 GWh Speicherkapazität installiert werden. Das entspricht einer jährlichen Wachstumsrate von 27 Prozent bis 2030.
Wachstumsmärkte
Asien-Pazifik (APAC)
Die Region Asien-Pazifik (APAC) führt mit 85 Prozent der Neu-Installationen seit 2020 und wird 2030 fast die Hälfte (47 Prozent) der Installationen im Gigawatt-Maßstab ausmachen. Zudem festigt China seine Position als größter Energiespeichermarkt der Welt. Das Land profitiert von staatlichen Investitionen und Richtlinien, die größere Projekt-Pipelines ermöglichen.
Auch andere Märkte haben neue Richtlinien zur Förderung von Speichern eingeführt. So hält Südkorea eine Auktion für Speicher ab, um Engpässe bei den erneuerbaren Energien zu reduzieren. Gleichzeitig hat das Land eine neue Richtlinie zur Belebung seines kommerziellen Speichersektors veröffentlicht. Australien und Japan führen beide neue Kapazitätsauktionen durch, die die Installation von Energiespeichern begünstigen. Auch Indien hat 2023 sein Auktionsvolumen für Speicher auf 8 GW Leistung deutlich gesteigert und plant den massiven Ausbau seiner Kapazitäten im Rahmen seines 500 GW Neuinstallationsprogramms für Erneuerbare Energien.
Europa, Naher Osten und Afrika (EMEA)
Der Wirtschaftsraum EMEA trägt Schätzungen zufolge im Jahr 2030 rund 24 Prozent der jährlichen Energiespeicher-Installationen im Gigawatt-Maßstab bei. Besonders nachgefragt sind aktuell Hausspeicherlösungen. Der Markt für Quartiere, Industrie, Gewerbe und Stromversorger wächst ebenfalls stark, benötigt aber deutliche längere Planungszeiten.
Zu erwarten ist, dass EMEA bis Ende 2030 eine Speicherleistung von kumulativ 114 GW beziehungsweise 285 GWh erreichen wird. Vorne mit dabei: das Vereinigten Königreich, Deutschland, Italien, Griechenland und die Türkei.
Nord- und Südamerika
Nord- und Südamerika machen voraussichtlich lediglich 18 Prozent der 2030 weltweit eingesetzten Speicherlösungen im Gigawatt-Maßstab aus. Die geografische Verbreitung und die Ausweitung des Aktivitätsspektrums in den USA zeigen, dass Speicher ein wichtiger Bestandteil für die Dekarbonisierungsstrategien von US-Versorgungsunternehmen sind.
Projekte in Kalifornien und dem Südwesten der USA, die sich aufgrund unerwartet höherer Speicherkosten verzögert haben, gehen endlich in Betrieb. Chile wiederum hat seinen Kapazitätsmarkt reformiert, was den Weg ebnen könnte für größere Energiespeicher-Zuwächse auf Lateinamerikas aufstrebendem Energiespeichermarkt.
"Deutsche Firmen können ihre Erfahrung weltweit dafür einbringen, elektrische und thermische Energiespeicher optimal an die Bedürfnisse der Kunden anzupassen."
Urban Windelen, Geschäftsführer, Bundesverband Energiespeicher Systeme e.V.
Anwendungsbereiche
Energiespeicher sind überall dort gefragt, wo erneuerbare Energie erzeugt oder genutzt wird.
Im Prozess der Produktion erneuerbarer Energien tragen Energiespeicher nicht nur zur Versorgungssicherheit bei. Sie kommen beispielsweise auch bei der Frequenzregelung und zur Spannungsstabilisierung im Stromnetz zum Einsatz und können insbesondere Lastspitzen abdecken und Erzeugung und Nutzung gut ausgleichen.
Auch in der Industrie finden Speichertechnologien ihre Anwendung. Hier einige Beispiele:
Strom- und Mobilitätsspeicher
Die Industrie verwendet Energiespeicher oft als Stromspeicher zur Erhöhung der Energieeffizienz und profitiert somit oft auch von geringeren Betriebskosten. In Elektrofahrzeugen sorgen Speicher nicht nur für Mobilität, sondern können auch lokale Hausnetze stabilisieren, beispielsweise indem sie Strom wieder in ein lokales Netz einspeisen.
Wasserstoffproduktion
Grüner Wasserstoff oder grünes Ammoniak kann als Energiespeicher dienen, indem Wasser mit elektrischem Strom in H2 und O2 aufgespalten wird. Dieser kann als emissionsfreier Brennstoff in der Industrie und im Verkehrssektor eingesetzt werden oder zur Speicherung von Energie über längere Zeiträume dienen. Dies ist besonders relevant für Industrien, die große Mengen an Energie benötigen, wie zum Beispiel die Stahl- und Chemieindustrie.
Lastspitzenmanagement
Batteriespeicher können in der Industrie helfen, Lastspitzen besser zu managen. Durch das Speichern von überschüssiger Energie in Zeiten geringer Nachfrage und deren Freisetzung bei hohem Bedarf senken Unternehmen ihre Strombezugskosten. Auf Grund der geringen Kosten eignen sich auch thermische Speicher sehr gut, die auch hohe Temperaturen bis zu 1.200 °C über Tage und Wochen speichern können.
Forschung und Entwicklung
Energiespeicher sind ein Forschungsfeld, das noch sehr viel Raum für die Entwicklung und den Einsatz neuer Materialien und künftige Kostenreduzierung offen lässt. Die Technologien stehen erst am Anfang ihres umfassenden großflächigen Einsatzes.
Welche Arten von Energiespeichern gibt es?
Energie lässt sich auf vielfältige Weise speichern, zum Beispiel
- elektrochemisch (wie Batterien),
- kinetisch (unter anderem Pumpspeicherkraftwerke) und
- thermisch (beispielsweise Warmwasserspeicher).
Außerdem kann Energie durch elektrische Aufspaltung chemisch umgewandelt und erhalten werden, zum Beispiel bei der Erzeugung von Wasserstoff.
Welche Speichertechnologie sinnvoll ist, hängt vom Einsatzzweck ab: Kurzzeitspeicher wie Batterien, Druckluft- und Schwungradspeicher können schnell Energie aufnehmen und abgeben, sind also ideal um kurzfristige Schwankungen auszugleichen. Sie werden oft im Sekunden- bis Stundentakt genutzt.
Langzeitspeicher wie Wärmespeicher und chemische Speicher (Power-to-Gas) haben höhere Kapazitäten und können Energie über längere Zeiträume speichern, was sie zu idealen Backups für saisonale Schwankungen macht.
Mechanische Energiespeicher
- Sensible Wärmespeicher (thermische Energie in Teilchenbewegung)
- Latentspeicher (Enthalpie thermodynamischer Zustandsänderungen)
- Thermochemische Speicher (Wärmespeicherung durch endotherme Reaktion)
Chemische Energiespeicher
- Power-to-Gas-Anlagen (Umwandlung in Gas)
- Power-to-Liquid-Anlagen (Umwandlung in Kraftstoff)
- Power-to-Chemicals-Anlagen (Umwandlung in Chemieprodukte)
Elektrochemische Energiespeicher
- Klassische Batteriespeicher (elektrochemische Energie in der Elektrode)
- Redox-, Hybrid-Flow-Batteriespeicher (elektrochemische Energie im Elektrolyt)
Elektrische Energiespeicher
- Supraleitende magnetische Speicher (elektrische Energie im magnetischen Feld)
- Superkondensatoren (elektrische Energie im elektrischen Feld)
Thermische Energiespeicher
- Sensible Wärmespeicher (thermische Energie in Teilchenbewegung)
- Latentspeicher (Enthalpie thermodynamischer Zustandsänderungen)
- Thermochemische Speicher (Wärmespeicherung durch endotherme Reaktion)
