Studie zu nachhaltigen industriellen Energiespeichern

Das Fraunhofer IPA und das Institut für Energieeffizienz in der Produktion EEP der Universität Stuttgart haben die ESIP-Studie „Energiespeicher in Produktionssystemen“, gefördert vom Ministerium für Umwelt, Klima und Energiewirtschaft Baden-Württemberg, durchgeführt und nun veröffentlicht. Einsatzmöglichkeiten für Energiespeicher in Produktionssystemen werden darin beschrieben sowie der Status quo von Energiespeichertechnologien und deren aktuellen Herausforderungen und Chancen analysiert.

Energiespeicher können Energiebezug optimieren

Dazu hat man Experteninterviews und eine Online-Umfrage zwischen dem 01. August und dem 18. Oktober 2018 durchgeführt. An der Studie nahmen 269 Personen teil. 136 Datensätze wurden ausgewertet. Abgefragt wurden: Integrationsmöglichkeiten, einsetzbaren Energiespeichertechnologien, Wettbewerb, Herausforderungen, Motivation, und Wirtschaftlichkeit. In vielen Unternehmen der ausgewählten Experten werden bereits Energiespeicher genutzt.

Energiespeicher zeichnen sich durch vielfältige Einsatzmöglichkeiten im industriellen Umfeld aus. Dabei wird zwischen den Einsatzoptionen zur Absicherung der Produktion, der Optimierung des Energiebezugs und den Systemdienstleistungen unterschieden. Der Einsatz von Energiespeichern zur Absicherung der Produktion scheint bereits etabliert zu sein. Energiespeicher für produzierende Unternehmen bieten interessante Möglichkeiten, den Energiebezug zu optimieren, wie die Studie zeigt. Systemdienstleistungen werden nur als Nebeneffekt zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit gesehen.

Ausgereifte, verfügbare Technologien sind folgende:

• Schwungmassenspeicher
• Kondensatoren
• Blei-Säure-Batterien

Künftig mögliche Technologie:

• Lithium-Batterien
• Redox-Flow-Batterien

Die Herstellungskosten der Energiespeicher sind aufgrund der geringen Stückzahl vergleichsweise hoch. Die Massenproduktion würde bei fast allen Energiespeichern die Investitionskosten senken. Die Nutzung von Second-Life-Batterien aus Elektroautos wäre eine weitere Option, die Investitionskosten möglichst niedrig zu halten, womit die ökonomischen und ökologischen Effekte positiv ausfallen würden.

Neben hohen Investitionskosten gelten vor allem auch Regulierungen als Herausforderung für die Energiespeicherintegration. Es mangelt außerdem an Branche an Erfahrung, Know-how und praxisnahen Demonstratoren. Als größter Treiber für die Energiespeicherintegration gilt weiterhin die Notwendigkeit zur Effizienzsteigerung sowohl aus betriebswirtschaftlicher als auch aus energetischer Sicht.

Wirtschaftlichkeit der Energiespeicher im Fokus

Bei der stationären Anwendung kommen vor allem elektrische bzw. elektro- chemische Energiespeicher zum Einsatz. Künftig werden Energiespeichertechnologien für kurz- und mittelfristige Einsatzoptionen den Markt dominieren. Thermische Energiespeicher gewinnen an Bedeutung. Im Aufbau von hybriden Energiespeichersystemen sehen die befragten Experten für Unternehmen eine große Chance. Sie bestehen aus elektrischen und elektro- chemischen oder elektrischen und thermischen Energiespeichern.

Die Wirtschaftlichkeit der Energiespeicher steht weiterhin im Fokus der Unternehmer, noch vor der Optimierung des Energiebezugs. Große, zentrale Energiespeicher, um sich energetisch vom Netz zu entkoppeln sind für Unternehmen interessant, die einen multifunktionalen Einsatz präferieren. Der Speicher wird besser ausgelastet und die Wirtschaftlichkeit erhöht sich dadurch. Die Reduzierung der Kosten, gedrängt durch die technologische Weiterentwicklung und den zunehmenden Aufbau einer Massenfertigung, gilt weiterhin als wichtigster Faktor für die Wirtschaftlichkeit.