„Wir sind der einzige Speicher, der sich rechnet“

32,5 Prozent der in Deutschland verbrauchten Energie stammte 2015 aus Wind-, Solar-, Wasser- und Bioenergiekraftwerken. Parallel dazu ist jedoch der Anteil an konventioneller Leistungsvorhaltung noch nicht merklich gesunken:  Wenn abends die Sonne untergeht, können Solaranlagen keinen Strom mehr erzeugen. Dann müssen konventionelle (Kohle-)Kraftwerke einspringen, unter anderem um die Netzfrequenz von 50 Hz aufrecht zu erhalten. 

Das führt zu dem Paradoxon, dass auch die Stromproduktion insgesamt 2015 ein neues Allzeithoch erreichte: Nach Angaben des Think Tanks Agora Energiewende wurde 2015 mit 647 Terawattstunden mehr Strom erzeugt als jemals zuvor in der Geschichte Deutschlands. Seit 2014 ist die Stromerzeugung um etwa drei Prozent angestiegen, vor allem weil die Kohlekraftwerke ihre Stromproduktion trotz der gestiegenen Anteile Erneuerbarer Energien kaum gedrosselt haben. Damit steigen aktuell die Kosten, um die Versorgungssicherheit zu gewährleisten. 

Gleichzeitig steigt auch die Anzahl der so genannten „Prosumer“ im Netz: Gebäude oder Elektroautos, die einerseits Verbraucher sind, andererseits auch Strom abgeben können und als dezentrale Einheiten in das Netz eingebunden werden müssen. 

Bisher können Eigenheimbesitzer auch bei optimaler Planung ihrer Photovoltaik-Anlage lediglich etwa 30 Prozent des auf dem Dach erzeugten Stroms selbst nutzen, denn der Strombedarf ist häufig gerade in den Abendstunden groß, wenn die Sonne nicht scheint. Mit einem Stromspeicher können Betreiber einer Photovoltaik-Anlage den Anteil des Selbstverbrauchs deutlich auf bis zu 80 Prozent steigern. Das Potenzial für den Umstieg auf Selbstverbrauch ist groß: Allein im Netzgebiet des mittelfränkischen Versorgers N_ERGIE speisen mehr als 40.000 Photovoltaik-Anlagen ihren Ertrag in das Stromnetz ein. Um das Netz zu entlasten, muss aber bei einem Überangebot an Erneuerbaren im Netz auch wieder Strom entnommen und zwischengespeichert werden können. 

Diese Problematik zu lösen hat sich das Unternehmen Caterva vorgenommen. Markus Brehler, CEO des aus Siemens hervorgegangenen Unternehmens: „Für eine Versorgung Deutschlands zu 100 Prozent durch Erneuerbare Energien müssten wir die Speicherkapazität für Erneuerbare Energie auf 20 TWh erhöhen – also auf das 500-fache der heute verfügbaren Lagerkapazität“. 

„Caterva-Sonnensystem“ nennt der Siemens Spin-Off die zu einem Schwarmspeicher vernetzten Batteriespeicher, die jeweils mit einem intelligenten Energiemanagement-System ausgestattet sind, das den Ladezustand der Batterien je nach Netzauslastung und Strombedarf regelt und Strom ins Netz einspeist oder daraus abzieht. Die „Caterva-Sonne“ genannten Speicher sind über Mobilfunk mit anderen Energiespeichersystemen (ESS) zu einem sogenannten Schwarm vernetzt. Das so entstandene „Caterva-Sonnensystem“ kann dann Strom ins Netz einspeisen, wenn die stark schwankenden Energieträger Sonne oder Wind gerade nicht zur Verfügung stehen. Umgekehrt kann der virtuelle Großspeicher geladen werden, wenn gerade ein Überangebot an grünem Strom im Netz herrscht. Für die Entwicklung dieser Software sucht Caterva aktuell noch Softwareentwickler.

Diese Zusatzfunktion der Caterva-Sonne ist bedeutend, denn mit dem weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien dürften die Anforderungen an die Stabilisierung der Netze weiter steigen. Bisher übernehmen vor allem Gas- und Kohlekraftwerke diese Stabilisierungsfunktion. Mit Hilfe der vernetzten Solarstromspeicher lässt sich der Anteil des grünen Stroms an der Netzstabilisierung steigern und unterstützt somit die Energiewende.

Jeder einzelne Solarstromspeicher ist so ausgelegt, dass beide Funktionen – die Steigerung des Selbstverbrauchsanteils und die Netzstabilisierung – nebeneinander funktionieren. Für den Endkunden sind im Speicher 4 kW reserviert, Caterva kann also 16 kW Leistung pro Speicher „bewirtschaften“.  Das Geschäftsmodell von Caterva sieht vor, dass jeweils 60 bis 70 Einheiten zu einem virtuellen Kraftwerk zusammengeschaltet werden, das dann auf rund 1 MW Leistung kommt, die das  Unternehmen als Regelleistung verkauft. »Mit 1 MW Regelenergie konnten 2014 rund 180.000 Euro umgesetzt werden«, erklärt Markus Brehler.

Das von Caterva entwickelte ESS weist eine Gesamtleistung von bis zu 20 Kilowatt und eine Kapazität von 21 Kilowattstunden auf und ist besonders leistungsfähig: Der Speicher kombiniert mit der Vernetzung macht den Haushaltskunden zu 100 % bilanziell autark.