Stromspeicher als Rückgrat der Stromversorgung: Warum sie so wichtig sind

Der Umbau des Energiesystems läuft mit hohem Tempo: Photovoltaik und Windkraft wachsen jedes Jahr kräftig, ebenso der Strombedarf durch die Elektrifizierung des Verkehrs- und Wärmesektors. Transportiert werden muss der lokal erzeugte Strom über ein Stromnetz, das vor Jahrzehnten auf konventionelle Kraftwerke ausgelegt wurde. Daraus ergeben sich Herausforderungen, zu deren Lösungen Stromspeicher beitragen können.

Im Jahr 2024 wurden erneuerbare Energieanlagen mit einer installierten Leistung von 20 Gigawatt zugebaut – ein Höchstwert. Zum Vergleich: Mit 20 Gigawatt installierter Leistung kann der Strombedarf von mehreren Millionen Haushalten gleichzeitig gedeckt werden, wenn die Anlagen unter optimalen Bedingungen laufen.

Das ist ein wichtiger Schritt, um die Klimaziele Deutschlands zu erreichen, doch für die Stromnetze ist das eine große Belastung: Deutschland installiert aktuell in vielen Regionen mehr erneuerbare Leistung, als die Leitungen transportieren können.

Zudem ist die Erzeugung durch erneuerbare Energieanlagen volatil. Zu manchen Zeiten ist die produzierte Strommenge sehr hoch – und zwar so hoch, dass Anlagen sogar abgeschaltet werden müssen. Und manchmal produzieren sie nur wenig Strom, etwa in sogenannten Dunkelflauten, wenn wenig Wind und Sonne zur Verfügung stehen.

Gleichzeitig können konventionelle Kraftwerke bei Schwankungen der erneuerbaren Produktion nicht so flexibel und schnell reagieren, also ihre Produktion nicht schnell genug hochfahren oder drosseln. Zudem verursacht der so genannte Redispatch, also das Hoch- und Herunterfahren von Kraftwerken, Kosten, die sich indirekt auch auf die Strompreise der Verbraucher niederschlagen.

Hier kommen Batteriespeicher ins Spiel. Stromspeicher unterstützen das Stromnetz, indem sie überschüssige Energie speichern und diese Energie zu einem späteren Zeitpunkt wieder bereitstellen. Dadurch können sie Lastspitzen abfedern und zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen. Und dabei sind sie schnell. Innerhalb von Millisekunden reagieren Speicher auf Schwankungen im Netz und stabilisieren so die Netzfrequenz.

Neben ihrer netztechnischen Funktion spielen Stromspeicher eine wachsende Rolle im Strommarkt. Erneuerbare Einspeisung führt zunehmend zu starken Preisschwankungen an der Strombörse. In Phasen hoher Einspeisung sinken die Preise teils stark, in Knappheitssituationen steigen sie deutlich an. Speicher gleichen diese Schwankungen aus, indem sie Strom bei niedrigen Preisen aufnehmen und bei hohen Preisen wieder einspeisen. Zugleich reduzieren sie den Bedarf an kurzfristig eingesetzten, teuren Kraftwerksreserven. Damit verringern sie extreme Preisspitzen und glätten die Strompreise insgesamt.

In der Stromversorgung kommen verschiedene Arten von Stromspeichern zum Einsatz, die sich in Technik, Einsatzgebiet und Kapazität unterscheiden.

Es gibt verschiedene Arten von Stromspeichern:

• Großspeicher: Sie können größere Strommengen speichern und damit rechnerisch eine ganze Stadt über mehrere Stunden mit Strom versorgen. Man spricht ab einer Anschlussleistung von einem Megawatt (MW) Strom von Großbatteriespeichern. Viele Projekte liegen gezielt in Regionen mit hoher Photovoltaik-Dichte oder wiederkehrenden Netzengpässen.
• Haushaltsspeicher: Sie verschieben Erzeugung und Verbrauch auf Haushaltsebene und entlasten so lokale Verteilnetze. Viele Haushalte mit einer Photovoltaikanlage auf dem Dach oder einem Balkonkraftwerk entscheiden sich mittlerweile für die Installation eines Speichers.
• E-Mobilität: Mit einer Gesamtkapazität der Fahrzeugbatterien von weit über 150 Gigawattstunden haben sie großes Potenzial für ein verteiltes Speichersystem. E-Autos können bei Stromüberschuss geladen werden und bei Bedarf den Strom auch wieder abgeben. Dieses Verfahren nennt man bidirektionales Laden.

Großbatteriespeicher haben Systemdienstleistungs-Charakter, weil sie große Strommengen speichern können. Gemessen am Bedarf befindet sich der Speicherausbau noch am Anfang, aber er gewinnt an Geschwindigkeit.

2024 wurde laut Speicherbilanz des Bundesverbands der Solarwirtschaft (BSW) doppelt so viel Großspeicher-Kapazität neu installiert wie 2023. Um die deutschen Klimaziele zu erreichen, fordert der BSW einen Ausbau der Speicherkapazität bis 2030 auf 100 Gigawattstunden. Der derzeit größte Speicher steht im schleswig-holsteinischen Bollingstedt mit 103,5 MW Leistung.