Die Internationale Energieagentur (IEA), 1974 als Reaktion auf die Ölkrise gegründet, ist eine führende Institution, die sich der globalen Energiepolitik und der Sicherstellung der Energieversorgung ihrer Mitgliedsstaaten verschrieben hat. Mit fundierten Analysen und politischen Empfehlungen unterstützt sie Länder weltweit dabei, eine nachhaltige und sichere Energiezukunft zu gestalten. Besonders im Fokus stehen dabei der Ausbau erneuerbarer Energien und die Steigerung der Energieeffizienz.
Im April 2024 veröffentlichte die IEA den "Batteries & Secure Energy Transition" Report, der als Sonderbericht die Bedeutung von Batteriespeichertechnologien in der globalen Energiewende betont. Der Bericht unterstreicht, wie Batterien dazu beitragen werden, die ehrgeizigen Klimaziele, die fast 200 Länder auf der COP28 für 2030 festgelegt haben, zu erreichen und das globale Energiesystem auf den Weg zu Netto-Null-Emissionen zu bringen.
Die wichtigsten Erkenntnisse des Berichts zu Batteriespeichern fassen wir in diesem Blogartikel zusammen.
Stationäre Batteriespeicher spielen eine zentrale Rolle bei der Integration erneuerbarer Energien wie Solar- und Windkraft im Stromnetz. Sie sind der Schlüssel zur Abkehr von fossilen Brennstoffen und zur Beschleunigung der Energieeffizienz durch Elektrifizierung und den verstärkten Einsatz erneuerbarer Energien in der Stromversorgung. Im Jahr 2023 waren Batteriespeicher die am schnellsten wachsende kommerziell verfügbare Energietechnologie, wobei sich der Einsatz im Vergleich zum Vorjahr mehr als verdoppelte. Das weltweite Volumen der im Energiesektor genutzten Batteriespeicher erreichte 2023 über 2.400 Gigawattstunden (GWh) – das Vierfache im Vergleich zu 2020.
Im Net-Zero-Emissions-Szenario wird prognostiziert, dass bis 2030 etwa 60 % der CO2-Emissionsreduktionen im Energiesektor direkt mit dem Einsatz von Batterien verknüpft sein werden, was sie zu einem entscheidenden Element zur Erreichung unserer gemeinsamen Klimaziele macht. Um die Ziele der COP28 zu erreichen, muss die globale Speicherkapazität bis 2030 auf 1.500 GW erhöht werden, wobei 90% dieses Wachstums durch Batteriespeicher (sowohl stationäre als auch Industrie- und Heimspeicher) abgedeckt werden sollen. Der Bedarf an Energiespeichern muss also sechsmal höher sein als derzeit, um die Effizienz der Stromnetze zu verbessern und Verluste zu reduzieren. Um dies zu erreichen, muss der Einsatz von Batteriespeichern bis 2030 weiterhin um durchschnittlich 25 % pro Jahr zunehmen.
Die Kosten für Batteriespeicher sind in den letzten Jahren drastisch gesunken und könnten bis 2030 um weitere 40% fallen. Besonders bemerkenswert ist der Rückgang der Kosten für Lithium-Ionen-Batterien, der seit 2010 um 90% gesunken ist, als Ergebnis der Fortschritte in Forschung und Entwicklung und der Größenvorteile in der Produktion – einer der schnellsten Kostenrückgänge unter allen Energietechnologien. Dieser beispiellose Preisverfall, kombiniert mit einer höheren Energiedichte und längeren Lebensdauer, hat Lithium-Ionen-Batterien zur bevorzugten Wahl gegenüber alternativen Technologien gemacht. Die Kostensenkungen erhöhen die Wettbewerbsfähigkeit von Batteriespeichern im Vergleich zu fossilen Energiequellen wie Kohle und Erdgas erheblich. Insbesondere die Kombination von Solar-PV und Batteriespeichern ist bereits heute in vielen Regionen kostengünstiger als der Bau neuer Kohlekraftwerke, was den Übergang zu erneuerbaren Energien weiter beschleunigt.
Batteriespeicher sind zu einem unverzichtbaren Bestandteil moderner Energiesysteme geworden, insbesondere in ihrer Fähigkeit, die Versorgungssicherheit zu gewährleisten und die Flexibilität des Stromnetzes zu erhöhen. Sie bieten wesentliche Dienste wie Netzstabilität, Lastmanagement und Kapazitätsausgleich, indem sie überschüssige Energie aus erneuerbaren Quellen speichern und diese bei Bedarf schnell wieder ins Netz einspeisen können. Dies ist besonders wichtig in Zeiten von Spitzenlasten, wenn die Stromnachfrage das Angebot übersteigt, oder bei Netzstörungen, wo eine schnelle Reaktion erforderlich ist, um Stromausfälle zu vermeiden.
Ein entscheidender Vorteil von Batteriespeichern ist ihre Fähigkeit, auf Strommarktsignale innerhalb von Sekunden zu reagieren. Diese schnelle und präzise Reaktionszeit macht sie ideal, um Schwankungen in der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien wie Wind- und Solarenergie auszugleichen, die naturgemäß variabel sind. In vielen Märkten werden Batteriespeicher bereits erfolgreich eingesetzt, um Netzstabilität zu gewährleisten, indem sie als Puffer bei Frequenzabweichungen dienen oder Spannungsschwankungen ausgleichen.
Darüber hinaus unterstützen Batteriespeicher das Lastmanagement, indem sie Energie während Zeiten geringer Nachfrage speichern und sie während Spitzenlastzeiten freigeben. Dies trägt dazu bei, die Notwendigkeit teurer und umweltschädlicher Spitzenlastkraftwerke zu verringern, die traditionell eingesetzt wurden, um kurzfristige Nachfrageanstiege zu bewältigen. Durch diese Fähigkeit zur Verschiebung und Glättung von Lasten tragen Batteriespeicher dazu bei, die Gesamteffizienz des Stromnetzes zu erhöhen und gleichzeitig die Betriebskosten zu senken.
Neben der Netzstabilität tragen Batteriespeicher auch zur Kapazitätsausgleichung bei, indem sie eine Reservekapazität bereitstellen, die schnell aktiviert werden kann, wenn andere Energiequellen ausfallen oder die Nachfrage plötzlich steigt. Dies ist besonders wichtig in Szenarien, in denen die Zuverlässigkeit der Energieversorgung durch externe Faktoren wie extreme Wetterbedingungen oder technische Störungen bedroht ist. Batteriespeicher können in solchen Fällen als eine Art "Sicherheitsnetz" fungieren, das die kontinuierliche Versorgung kritischer sicherstellt.
Diese vielfältigen Funktionen machen Batteriespeicher zu einem Schlüsselbestandteil der Energiesysteme der Zukunft, insbesondere im Kontext der zunehmenden Elektrifizierung und des wachsenden Anteils an erneuerbaren Energien. Sie ermöglichen eine flexible und zuverlässige Stromversorgung, die sowohl wirtschaftlich als auch ökologisch vorteilhaft ist.
Lithium-Ionen-Batterien werden auch künftig eine zentrale Rolle bei der Kurzzeitspeicherung von Energie (≤ 8 Stunden) spielen. Parallel dazu werden jedoch auch alternative chemische Systeme entwickelt, die entweder als Ergänzung oder als Konkurrenz zu diesen Batterien fungieren könnten. So wird beispielsweise erwartet, dass neue Batterietechnologien wie Natrium-Ionen-Batterien vermehrt eingesetzt werden könnten. Sie sind etwa 20-30% günstiger als Lithium-Eisenphosphat-Batterien und könnten daher eine kosteneffiziente Alternative darstellen. Die größte Herausforderung dabei wird jedoch sein, die Technologie in den kommenden Jahren schnell zu skalieren. Die Weiterentwicklung von Batteriechemien und Produktionsmethoden wird entscheidend sein, um die Kosten weiter zu senken.
Innovationen in der Batterietechnologie werden zudem die Flexibilität und das Einsatzspektrum von Energiespeichern erweitern, sodass sie effizienter in netzgekoppelten Systemen eingesetzt werden können. Dadurch könnten sie besser auf unterschiedliche Strommarktbedingungen reagieren und eine breitere Palette an Dienstleistungen anbieten.
Der Bericht unterstreicht außerdem die wachsende Bedeutung von Innovationen im Bereich des Batterierecyclings. Mit der zunehmenden Verbreitung von Batterien wird es immer wichtiger, Recyclingprozesse zu etablieren und optimieren, um die Abhängigkeit von kritischen Rohstoffen zu verringern und die Umweltbelastung zu minimieren, was eine nachhaltige Kreislaufwirtschaft fördert.
Seit 2018 haben sich die Investitionen in Batteriespeicher verfünffacht. Um den wachsenden Bedarf an Batteriespeichern zu decken und die ehrgeizigen Ziele der Energiewende zu erreichen, sind massive Investitionen erforderlich. Es wird erwartet, dass die Investitionen in Batteriespeicher bis 2030 weiterhin um das 3,5-fache ansteigen werden, was Investitionen von bis zu 140 Milliarden US-Dollar notwendig macht. Diese Investitionen erfordern erhebliche Anstrengungen seitens der Regierungen und der Industrie, um die notwendigen Kapazitäten rechtzeitig auszubauen. Ohne ein beschleunigtes Wachstum der Batteriespeicherung könnten erhebliche Risiken für die saubere Energiewende entstehen.
Damit sich Batterien in dem notwendigen Umfang ausbreiten können, müssen politische Entscheidungsträger und Regulierungsbehörden gezielte Maßnahmen ergreifen, um ihren Einsatz zu fördern und bestehende Hindernisse zu beseitigen. Dies umfasst sowohl finanzielle Anreize als auch die Schaffung geeigneter regulatorischer Rahmenbedingungen, um den Marktzugang zu erleichtern und Innovationen zu unterstützen. Nur durch diese koordinierten Anstrengungen kann die Batterieindustrie in die Lage versetzt werden, ihre entscheidende Rolle in der globalen Energiewende voll auszuschöpfen.
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