Fraunhofer ISE: Studie zum Ausbau der Elektroenergiespeicherung

Freiburg - Speichertechniken für elektrische Energie werden bei der Netzintegration erneuerbarer Energien und der Elektromobilität immer wichtiger. Im Rahmen einer Studie für das Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie (BMWi) haben das Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE und das Fraunhofer-Anwendungszentrum für Systemtechnik AST mit dem Beratungsunternehmen VKPartner den Stand und das Entwicklungspotenzial der Speichertechniken in Deutschland untersucht. Im Mittelpunkt der Studie stehen die Technologieentwicklung, die Veränderungen der Wertschöpfungsketten sowie die Anforderungen an die Investitionsgüterindustrie. An der Studie haben Experten der betroffenen Branchen mitgewirkt.

Den portablen Sektor, etwa Akkus für Mobiltelefone und Laptops, dominierten derzeit asiatische Firmen. Mobile Energiespeicher würden vor allem von der Fahrzeugindustrie benötigt. Sind Kostenfrage, Sicherheitsaspekte, Tieftemperaturverhalten, Schnellladefähigkeit und die Frage der Lebensdauer erst einmal gelöst, würden sie sich gegenüber Konkurrenz-Batterien auf Basis von NaNiCl oder NiMH durchsetzen. Da reine Elektrofahrzeuge absehbar nicht die Reichweite heutiger Fahrzeuge erzielen werden, spielen nach Ansicht der Autoren Hybridkonzepte aus Batterien in Kombination mit kleinen Verbrennungsmotoren oder zukünftig Brennstoffzellen eine wichtige Rolle.

Im stationären Sektor würden neben elektrochemischen vor allem mechanische Speicher eingesetzt. Pumpspeicherkraftwerke bleiben demnach auf lange Sicht weltweit dominant zur Bereitstellung von Reserve- und Regelleistung. Das Potenzial sei in Deutschland jedoch nahezu ausgeschöpft. Der Bedarf an Regelenergie werde bis 2025 kräftig steigen, prognostiziert die Studie. Zusätzliche Kapazitäten würden so notwendig. Ein weiteres Beispiel sind Wasserstoff-Speicherkraftwerke. Sie könnten relevante Mengen an Energie länger als ein bis zwei Tage speichern, befänden sich aber ebenso wie Redox-Flow-Batterien noch in der Entwicklung. Zu berücksichtigen sei aber auch: Elektroenergiespeicher konkurrieren mit einem möglichen internationalen Netzausbau und der intelligenten Anbindung von Verbrauchern.

Das zu erwartende Wachstum im Bereich der Elektroenergiespeicher führt zu Verschiebungs- und Substitutionseffekten in den existierenden Wertschöpfungsketten, so die Studie. Für die Investitionsgüterindustrie bestünden sowohl Chancen neue Märkte und Produkte zu etablieren, als auch das Risiko des Verlustes an Wertschöpfung und Arbeitsplätzen. Die zunehmende Marktdurchdringung dezentraler und zentraler regenerativer Energieerzeuger führe zu einem großen Handlungsbedarf zur Sicherung der Netzstabilität. Elektroenergiespeicher werden ihren Anteil dazu leisten.

Hybrid- und Elektrofahrzeuge bedingen neue Fahrzeugkonzepte und angepasste Lieferantenstrukturen. Mittel- und langfristig seien daher deutliche Verschiebungen in den Wertschöpfungsketten zu erwarten. Aktuell werde in Deutschland eine Fertigung für Lithium-Ionen-Batteriesysteme aufgebaut. Hierdurch könnten Arbeitsplatzverluste bei Zulieferern nur teilweise kompensiert werden. Die positiven Effekte lägen insbesondere im Erhalt der Wettbewerbsfähigkeit der deutschen Automobilindustrie.

Die BMWi-Studie kommt zu folgenden Handlungsempfehlungen: Weiter voranzutreiben ist die Entwicklung und der Aufbau einer nationalen Wertschöpfung für Lithium-Ionen-Akkumulatoren, aber auch die Suche und Förderung von Folgetechnologien, die Schaffung von Marktanreizen zur Integration von Speichern sowie Investitionsunterstützungen für Elektroenergiespeicher. Hinzu kommt der Aufbau unternehmerischer und institutioneller Netzwerke sowie die Erhöhung der Transparenz vorhandener Initiativen. Wichtig sind hierbei ebenfalls die Bildung bzw. Stärkung von Lehrstühlen der Elektrochemie sowie die Definition und Einführung korrelierender Lehrberufe und Berufsbilder.