Mit der Stromspeicherstrategie hat sich Deutschland große Ziele gesetzt und strebt an, bis 2035 eine nahezu klimaneutrale Stromversorgung zu erreichen. Damit dies zu schaffen ist, muss die Integration erneuerbarer Energiequellen signifikant erhöht werden und eine entsprechende Infrastruktur gewährleistet sein. Infolgedessen ist die Rolle der Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) entscheidend gewachsen. Noch sind die Auswirkungen der US-Wahlen auf die Batterieindustrie und die Bestrebungen der Stromspeicherstrategie der Bundesregierung nicht in Gänze abschätzbar. Und doch steht zweifelsfrei fest, dass sie einen Einfluss auf den Markt und künftige Finanzierungsprojekte haben werden. Für das Jahr 2025 werden die folgenden sechs Trends in diesem Zusammenhang auf die Batterieindustrie zukommen:
1. Anpassung an sinkende Energiepreise und Marktvolatilität
Sinkende Energiepreise, zumindest in einigen Märkten, setzen die Rentabilität von Batterie-Energiespeichersystemen (BESS) unter Druck und der zunehmende Anteil an erneuerbaren Energien an der Erzeugungsleistung macht den Markt volatiler. Value Stacking, also die gleichzeitige Optimierung des Batteriespeichers in verschiedenen Märkten, ist nach langer Vorhersage die Norm geworden. Theoretisch sind hohe Umsätze hier möglich, allerdings nur mit erhöhter Betriebskomplexität und unter der Voraussetzung, dass das System reibungslos bei voller Leistung betrieben werden kann. Dieses Umfeld dürfte zu einer Zunahme von Stromabnahmeverträgen (Power Purchase Agreements, PPAs) und Tolling Agreements führen, da BESS-Betreiber nach stabilen Einnahmemodellen suchen, um Preisschwankungen zu bewältigen. Generell werden sich die meisten Geschäftsmodelle im Batteriespeicherbereich weiterentwickeln und die Learnings aus dem Bereich der erneuerbaren Energien angewendet werden.
2. BESS-Landschaft und Batteriezellstoffe werden vielfältiger
Um der Nachfrage nach einer verbesserten und verlängerten Batterie-Lebensdauer nachzukommen, spielt vor allem auch die Zellchemie eine große Rolle. Lithium-Ionen-Batterien dominieren nach wie vor, aber 2024 haben wir bereits mehr Projekte gesehen, die alternative Technologien einsetzen, wie z.B. Eisen-Redox-Flow-Batterien oder Natrium-Ionen-Batterien. Diese Alternativen könnten die wachsende Nachfrage nach Anwendungen mit langer Betriebsdauer, niedrigeren Kosten und geringerer Leistungsdichte befriedigen und die BESS-Landschaft vielfältiger gestalten. Gleichzeitig stellen neue ausgewählte Batteriechemien auch eine Chance für mehr Sicherheit im Batteriedauerbetrieb und zur Risikominimierung dar, was Gespräche mit Versicherungspartnern und die Sicherstellung von Gewährleistungen begünstigen dürfte. Natrium-Ionen-basierte Batteriespeicher werden seit 2024 zunehmend als marktreife Produkte entwickelt und in den Markt eingeführt. Ihr Einsatz wird künftig weiter steigen, jedoch wird diese Entwicklung zunächst in China stattfinden und vermutlich noch einige Zeit benötigen, um auch in Europa und Nordamerika Fuß zu fassen.
3. Langzeit-Energiespeicherung (LDES) und strategische Lastverschiebung
Da das Interesse an Langzeit-Energiespeichern (6 bis 8 Stunden und darüber) für die Intraday-Lastverschiebung zunimmt, sind BESS-Lösungen, die längere Entladedauern ermöglichen, gut positioniert. Der Trend zeigt sich ebenfalls dadurch, dass bereits eine Vielzahl an 4-Stunden-Speichern im Markt vorhanden sind. Es gibt weiterhin kürzere Speicherdauern wie 1- und 2-Stunden-Systeme, die als amtierender Standard noch die beste Lösung für die meisten Märkte darstellen. Allerdings entwickeln sich die 4-Stunden-Systeme langsam zum potenziellen neuen Standard. Unerwarteterweise zeigt sich in den Speichersystemen mit bis zu 8 oder 10 Stunden Speichermöglichkeit, dass sich Lithium-Ionen als Technologie etabliert hat.
4. Nutzungsabhängige Garantien und Gewährleistungen
Flexible Garantien von Systemintegratoren werden immer relevanter. Sie spiegeln einen Wandel in der Strukturierung von Garantien wider und bieten Betreibern mehr Möglichkeiten zur Risikominderung und Absicherung. Diese Flexibilität ist besonders in einem volatilen, sich kontinuierlich weiterentwickelnden Markt relevant, in dem längere Garantien und anpassbare Laufzeiten eine entscheidende betriebswirtschaftliche Unterstützung bieten können. Für Integratoren bedeuten flexiblere Garantien jedoch auch eine zusätzliche Herausforderung, da unterschiedliche Szenarien berücksichtigt und simuliert werden müssen.
5. Effiziente Inbetriebnahme trotz regulatorischer Verzögerungen
Langsame Fortschritte bei den Planungsverfahren und der Inbetriebnahme der Speicher stellen weiterhin eine große Herausforderung für Projektentwickler dar. Um die Projektzeitpläne zu verkürzen, sind Lösungen erforderlich, die eine korrekte zeitliche Einhaltung der zuvor kommunizierten Inbetriebnahme ermöglichen. Neue Systemdesigns, in welchen die gesamte Leistungselektronik bereits in Batteriespeichercontainer integriert ist, erhöhen die Effizienz bei der Inbetriebnahme. Weiterhin zeigt sich, dass Factory Acceptance Tests, also die Prüfung der Komponenten noch in der Fabrik des Herstellers, zunehmend an Relevanz gewinnen und Besitzer der Speicher hier bereits tiefer in die Qualitätsprüfung einsteigen möchten. Allerdings ist dies bisher ein Feld, welches vor allem von größeren Speicherbesitzern angegangen wird. Die Politik und Regulatorik ist sich in weiten Teilen des Problems der langsamen Planungs- und Genehmigungsverfahren bewusst und versucht dem entgegenzuwirken. Dies ist eine Herausforderung, die nicht nur Europa, sondern ebenfalls Nordamerika betrifft.
6. Auswirkungen regulatorischer Veränderungen
Die Ergebnisse der US-Wahlen könnten sowohl Änderungen bei den Zöllen auf ausländische Batterien mit sich bringen als auch die inländischen US-Steuervorteile verändern, was die Finanzierung von BESS-Projekten neu gestalten würde. Batterien könnten vermehrt in den USA anstatt in China produziert werden. Dabei muss allerdings berücksichtigt werden, dass viele chinesische Hersteller mit sehr geringen oder sogar negativen Margen arbeiten. Der zusätzliche Preisdruck durch die Zölle könnte damit eine Konsolidierung im chinesischen Markt beschleunigen. Dennoch haben chinesische Hersteller einen deutlichen Vorteil bei der Herstellung von Batterien, da sie auf geringe Energiekosten und langjährige Expertise zurückgreifen können. Damit können chinesische Hersteller vermutlich noch auf lange Zeit und trotz unterschiedlicher regulatorischer Hindernisse wettbewerblich erfolgreich sein. Egal wer die Batteriezelle am Ende liefert, mit dem schnell wachsenden Markt und sich stetig verändernden Technologien ist ein tiefes Verständnis des Verhaltens und der Vor- und Nachteile unterschiedlicher Zellchemien entscheidend. Simulationsmodelle können hier die strategische Batterieauswahl in einer sich verändernden Regulierungslandschaft sinnvoll unterstützen.
Fazit
2025 steht klar im Zeichen der zunehmenden Betriebskomplexität und Notwendigkeit, zuverlässig die maximale Leistung des Speichers bereitstellen zu können. Aufgrund sinkender Energiepreise in ausgewählten Märkten müssen Speicherbetreiber die Suche nach Möglichkeiten stabiler Einnahmemodelle priorisieren. Dies erhöht den Druck, das eigene System möglichst bei maximaler Leistung zu betreiben. So können schon kleine Prozentsätze bei der Leistungsfähigkeit einen großen Unterschied in der Profitabilität machen. Aktuell dominieren noch Lithium-Ionen-Batterien, aber Alternativen wie zum Beispiel Natrium-Ionen-Batterien könnten die 2025 wachsende Nachfrage nach Anwendungen mit langer Betriebsdauer und geringerer Leistungsdichte befriedigen und die BESS-Landschaft vielfältiger gestalten. Gleichzeit birgt das kommende Jahr durch nutzungsabhängige Garantien höhere Chancen für mehr Flexibilität. Insgesamt bleibt noch abzuwarten, welche weitreichenden Folgen die Trump-Regierung und eventuelle Zollerhöhungen auf den deutschen Markt haben werden.
Über die Autoren:
Matthias Simolka arbeitet als Senior Produktmanager bei Twaice. In dieser Funktion schlägt er die Brücke zwischen Kunden und Technik. Vor seiner Tätigkeit bei Twaice war er mehrere Jahre in der akademischen Forschung tätig und beschäftigte sich mit den Alterungsmechanismen moderner Lithium-Ionen-Batterien. Seine Forschung kombinierte Materialanalysen bis in den Nanometerbereich mit Beobachtungen auf Systemebene, um das Batterieverhalten mit den konkreten Degradationsmechanismen zu verknüpfen. Nach der akademischen Forschung arbeitete er einige Jahre als Berater mit Schwerpunkt deutscher Energiemarkt mit besonderem Augenmerk auf erneuerbaren Energien und Energiespeichertechnologien.
Ryan Franks ist Senior Technical Solution Engineer bei Twaice. In dieser Funktion schließt Ryan die Lücke zwischen Vertrieb, Produkt und Technologie. Vor Twaice konzentrierte sich Ryans Karriere auf die Prüfung, Zertifizierung und technisch-wirtschaftliche Analyse von Batterien und Energiespeichersystemen sowie auf die Entwicklung von Codes und Standards in den USA. Zuvor war er bei Organisationen wie dem Pacific Northwest National Laboratory, der Energy Safety Response Group, der CSA Group und der National Electrical Manufacturers Association (NEMA) tätig. Ryan hat einen Bachelor in technischer Mechanik von der University of Illinois und einen MBA von der John Carroll University. Er ist außerdem Senior-Mitglied des IEEE und Erfinder von zwei Patenten.
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Wenn wir aus den CCS-Technik-Tests so viel lernen konnten, dass wir sichere, grosse, dichte unterirdische Gaspeicher auf die Beine stellen können. lässt sich diese Technik -etwas abgewandelt- auch zur Energiespeicherung nutzen – in Form unterirdischer Druckwasser-Speicher. – Statt den Höhenmetern der Pumpspeicher nutzt man eben den Druck auf dem unterirdischen Speicher.
Bauprinzip:
Sicheren, grossen unterirdischen Speicher erschliessen –
den etwa zur Hälfte mit Arbeitsflüssigkeit füllen
dann Gas unter hohem Druck einblasen
am Boden des Speichers liegt die Steigleitung, in der die Arbeitsflüssigkeit unter hohem Druck zu Turbinen strömt, welche Generatoren antreiben
die Arbeitsflüssigkeit strömt von Turbine zu Speichertank
und wird zur Energie-Speicherung wieder unter entsprechendem Druck dem tiefen Speicher zugeführt.
Der Gesamt-Wirkungsgrad dürfte zwichen knapp 80% bis gut 90% erreichen –
nicht ganz so hoch wie bei einem normalen Pumpspeicherwerk, weil die Weite der Verrohrungen wohl kleiner zu halten ist.
Interessante Idee! Es handelt sich bei diesem Speichertyp um einen Gasduckspeicher. Falls die Kaverne ein definiertes Volumen hat (z.b. Salzkaverne), entspricht die Energie p^2 x V. Verluste durch Leckage entstehen, bzw. wenn sich das Gas oder die Flüssigkeit unterirdisch ausbreitet. Des weiteren wird sich auch die Wärme des komprimierten Gasvolumen in den Erdschichten abkühlen. Das hat auch einen Druckverlust zur Folge.
Bei den im Meer versenkten Betonkugeln hat man diese beiden Nachteile nicht (billiger wären ggf riesige lange Beton Rohre ähnlich Kanalisation). Druck ist konstant entspechend der Meerestiefe. Dies ermöglicht zudem eine bessere Auslegung der Turbine/Pumpe und konstante Leistung über kompletten Zyklus.