Batteriespeicher werden in Deutschland im gewerblichen und industriellen Bereich längst nicht mehr nur zur Notstromversorgung eingesetzt. Für Fabriken, Lagerhallen, Gewerbegebäude, Logistikzentren, Ladestationen für Elektrofahrzeuge und industrielle Energieverbraucher können Batteriespeichersysteme durch verschiedene Betriebsstrategien einen Mehrwert schaffen.
Das finanzielle Ergebnis hängt weniger von der Batteriekapazität allein ab, sondern vielmehr von der Betriebsweise des Systems. Zwei Fabriken, die dieselbe 500-kWh-Batterie installieren, können je nach Lastprofil, Photovoltaik-Erzeugung, Stromtarifen, Spitzenlast, Betriebszeiten und Energiemanagementstrategien sehr unterschiedliche Ergebnisse erzielen.
Für deutsche Batteriespeicherprojekte im Gewerbe- und Industriebereich ist die sinnvollere Frage daher nicht einfach: „Wie viel kostet eine 500-kWh-Batterie?“ Eine bessere Frage lautet: „Welche Stromkosten kann diese Batterie an diesem spezifischen Standort senken?“
Das deutsche Stromsystem wird zunehmend von der schwankenden Erzeugung erneuerbarer Energien beeinflusst. In Zeiten hoher Solar- und Windstromproduktion können die Strompreise deutlich sinken. Sinkt die Erzeugung erneuerbarer Energien und bleibt die Stromnachfrage hoch, können die Marktpreise wieder steigen.
Dies schafft eine stärkere wirtschaftliche Grundlage für flexiblen Stromverbrauch und flexible Stromspeicherung.
Für gewerbliche und industrielle Nutzer kann ein Batteriespeicher dazu beitragen, einen Teil des Stromverbrauchs von teuren in günstigere Zeiten zu verlagern. Bei der Installation einer Photovoltaikanlage kann der Batteriespeicher zudem überschüssigen erneuerbaren Strom für den späteren Gebrauch speichern.
Dadurch kann eine kommerzielle Batterie Teil der Energiemanagementstrategie des Standorts werden, anstatt nur als Notstromversorgung zu dienen.
Die Spitzenlastabdeckung ist eine der häufigsten Anwendungen für kommerzielle und industrielle Batteriespeicher.
Industrieanlagen verbrauchen selten Strom auf einem völlig konstanten Niveau. Eine Fabrik bezieht normalerweise etwa 250 kW aus dem Netz, kann aber vorübergehend 400 kW erreichen, wenn mehrere Maschinen, Motoren, Kompressoren oder Produktionslinien gleichzeitig laufen.
Wenn der Stromtarif des Standorts kapazitätsbezogene Kosten oder Hochlastzuschläge beinhaltet, kann sich eine Batterie während dieser kurzen Bedarfsspitzen entladen und die maximal aus dem Netz bezogene Leistung reduzieren.
Beispiel:
Netzspitzenlast ohne Batteriespeicher: 400 kW
Batterieleistung während der Spitzenlast: 150 kW
Netzspitzenlast nach Batterieentladung: ca. 250 kW
Ob sich dadurch nennenswerte finanzielle Einsparungen erzielen lassen, hängt vom jeweiligen Stromliefervertrag, dem Bedarfsprofil und der Abrechnungsstruktur des Standorts ab.
Die Spitzenlastkappung ist in erster Linie ein Leistungsproblem. Ein Projekt kann eine relativ hohe Batterieleistung erfordern, ohne dass eine mehrstündige Entladedauer notwendig ist.
Deshalb sollte das Leistungs-Energie-Verhältnis, ausgedrückt in kW und kWh, anhand des tatsächlichen Lastprofils bewertet werden.
Photovoltaikanlagen sind in ganz Deutschland bereits weit verbreitet auf Fabriken, Lagerhallen, landwirtschaftlichen Betrieben, Industriegebäuden und Gewerbeimmobilien installiert.
Allerdings finden Solarstromerzeugung und Stromverbrauch nicht immer exakt gleichzeitig statt.
Ein Lagerhaus erzeugt seine höchste Solarstromproduktion möglicherweise um die Mittagszeit, ist aber bis in den späten Nachmittag oder Abend hinein in Betrieb. Ohne Batteriespeicher muss ein Teil des Solarstroms ins Netz eingespeist werden, wenn er nicht sofort verbraucht werden kann.
Mit einem Batteriespeichersystem kann überschüssiger PV-Strom gespeichert und später genutzt werden.
Typischer Energiefluss:
Photovoltaik → Batteriespeicher → Gewerbliche Abendlast
Der wirtschaftliche Nutzen ergibt sich aus der Einsparung von Strom, den das Unternehmen andernfalls später am Tag aus dem Stromnetz beziehen müsste.
Solaranlagen mit Speichersystemen können insbesondere für Unternehmen mit folgenden Merkmalen relevant sein:
Die Strompreise in Deutschland können im Tagesverlauf erheblich schwanken. Daher ist Energiearbitrage eine zunehmend relevante Betriebsstrategie für kommerzielle Batteriespeicher.
Eine an ein geeignetes Energiemanagementsystem (EMS) angeschlossene Batterie kann sich in Zeiten relativ niedriger Strompreise aufladen und sich bei höheren Strompreisen entladen.
Das Energiemanagementsystem kann Lade- und Entladeentscheidungen auf der Grundlage mehrerer Variablen treffen:
Die Batterie lädt sich aus dem Stromnetz auf, wenn der Strom relativ günstig ist, und versorgt den Standort mit Strom, wenn die Strompreise steigen.
Überschüssiger Solarstrom wird gespeichert, anstatt sofort exportiert zu werden, und später genutzt, wenn der Strom für das Unternehmen einen höheren Wert hat.
In einem fortschrittlicheren Energiespeichersystem für Gewerbe und Industrie entscheidet das Energiemanagementsystem (EMS) kontinuierlich, ob der Strom vom Gebäude verbraucht, in der Batterie gespeichert, aus dem Netz bezogen oder exportiert werden soll.
Das bedeutet, dass die Wirtschaftlichkeit der Batterie nicht nur davon abhängt, wie viel Energie das System speichert, sondern auch davon, wann die Batterie geladen und entladen wird.
Dynamische Stromtarife verknüpfen den Strompreis für den Kunden enger mit den Preisbewegungen am Großhandelspreismarkt.
Anstatt den ganzen Tag über den gleichen Energiepreis zu zahlen, kann ein Geschäftskunde im Laufe der Zeit unterschiedliche Strompreise erleben.
Für Unternehmen mit flexiblem Stromverbrauch kann die Batteriespeicherung dazu beitragen, einen Teil des Strombedarfs des Standorts aus teureren Zeiten herauszuverlagern.
Ein geeignetes kommerzielles System kann Folgendes erfordern:
Bei Projekten dieser Art sollte die Batterie als Teil der umfassenderen Energiemanagementinfrastruktur des Standorts und nicht als eigenständiger Batterieschrank betrachtet werden.
Negative Stromgroßhandelspreise sind zu einem wichtigen Thema auf dem deutschen Strommarkt geworden.
Sie treten typischerweise dann auf, wenn das Stromangebot im Verhältnis zur Nachfrage hoch ist, beispielsweise in Zeiten starker Erzeugung erneuerbarer Energien.
Für Batteriespeicher können sehr niedrige oder negative Großhandelspreise eine attraktive Lademöglichkeit schaffen.
Ein negativer Großhandelspreis bedeutet jedoch nicht automatisch, dass einem gewerblichen Stromkunden der gleiche negative Preis für den Stromverbrauch gezahlt wird.
Die tatsächlichen Kosten, die ein Unternehmen trägt, können Folgendes umfassen:
Aus diesem Grund sollte der ROI von C&I-Batterien anhand des tatsächlichen Stromvertrags und der Intervalllastdaten des Kunden und nicht allein anhand der Großhandelspreise für Strom berechnet werden.
Die Netzanschlusskapazität kann für kommerzielle Solarprojekte zu einem limitierenden Faktor werden.
Ein Unternehmen verfügt möglicherweise über ausreichend Dachfläche für eine große Photovoltaikanlage, darf aber unter Umständen nicht jederzeit die gesamte Solarstromerzeugung in das Netz einspeisen.
Beispielprojekt:
PV-Kapazität: 800 kWp
Strombedarf vor Ort: variabel
Zulässige Netzeinspeisung: 400 kW
Wenn die Solarstromerzeugung sowohl den Stromverbrauch des Standorts als auch die zulässige Exportkapazität übersteigt, muss gegebenenfalls ein Teil der Solarstromproduktion gedrosselt werden.
Ein Batteriespeichersystem bietet eine weitere Möglichkeit, diesen Strom zu nutzen.
Anstatt die PV-Leistung zu reduzieren, kann das Batteriespeichersystem (BESS) die gespeicherte Elektrizität aufladen und später wieder abgeben.
Dies kann insbesondere für Projekte nützlich sein, bei denen eine Erhöhung der Netzanschlusskapazität teuer, zeitaufwändig oder technisch schwierig wäre.
Beim kommerziellen Laden von Elektrofahrzeugen können kurzzeitig große Leistungsspitzen auftreten.
Ein Standort verfügt möglicherweise über ausreichende Netzkapazität für den normalen Gebäudebetrieb, jedoch nicht über genügend Leistung, um mehrere gleichzeitig betriebene Hochleistungsladegeräte für Elektrofahrzeuge zu unterstützen.
Batteriespeicher können während dieser Ladespitzen zusätzliche Energie bereitstellen.
Typische Systemarchitektur:
Netz + Photovoltaik + Batteriespeichersystem + Ladestationen für Elektrofahrzeuge + Energiemanagementsystem
Je nach Projekt kann dies den Bedarf an einer kostspieligen Netzanschlussmodernisierung verringern oder verzögern.
Typische Anwendungsgebiete sind:
Nicht jeder Vorteil von kommerziellen Batteriespeichern schlägt sich direkt auf der Stromrechnung nieder.
Für einen Industriebetrieb kann selbst ein kurzer Stromausfall dazu führen, dass Maschinen stillstehen, die Produktion unterbrochen, Materialien beschädigt, IT-Systeme beeinträchtigt oder ein teurer Produktionsneustart erforderlich wird.
Für diese Unternehmen können die Kosten von Betriebsunterbrechungen deutlich höher sein als die direkten Stromkosten.
Ein mit geeigneten PCS, Schaltanlagen, Steuerungssystemen und einer entsprechenden Schutzarchitektur ausgestattetes Batteriespeichersystem kann kritische Lasten unterstützen oder Teil eines kommerziellen Mikronetzes sein.
Bei der Bewertung der Wirtschaftlichkeit von Batteriespeichern für Gewerbe und Industrie sollten Projektinhaber daher auch den potenziellen Wert vermiedener Produktionsausfallzeiten berücksichtigen.
Eine handelsübliche Batterie muss nicht unbedingt nur eine Funktion erfüllen.
Ein gut konzipiertes Energiespeichersystem kann zu verschiedenen Tageszeiten unterschiedliche Betriebsstrategien anwenden.
Zeit | Standortbedingungen | Batteriestrategie |
Morgen | Die Fabrik nimmt die Produktion auf. | Reservekapazität aufrechterhalten |
Mittag | Hohe PV-Produktion | Aufladung aus überschüssigem Solarstrom |
Nachmittag | Produktionsnachfragespitze | Gipfelrasur |
Abend | Die PV-Leistung sinkt | Bereitstellung gespeicherter Solarenergie |
Nacht | Niedrigerer Strompreis | Optionale Netzladung |
Dieser Ansatz wird oft als Wertsteigerung oder Umsatzsteigerung bezeichnet.
Ein Batterieprojekt für Gewerbe und Industrie kann Folgendes kombinieren:
In vielen Projekten kann die Kombination mehrerer Betriebsstrategien eine stärkere wirtschaftliche Argumentation liefern als die Auslegung der Batterie auf eine einzige Funktion.
Betrachten wir eine vereinfachte deutsche Produktionsanlage mit folgendem Energieprofil:
Photovoltaikanlage auf dem Dach: 500 kWp
Normale elektrische Last: ca. 300-350 kW
Kurzzeitige Lastspitzen: ca. 500 kW
Betriebsplan: Tages- und Abendproduktion
Das Unternehmen installiert ein 250 kW / 500 kWh Batteriespeichersystem.
Bei starker Solarstromproduktion speichert die Batterie überschüssigen PV-Strom.
Wenn Produktionsanlagen eine Bedarfsspitze erzeugen, entlädt das Batteriespeichersystem (BESS) Strom, um den Strombedarf des Netzes zu reduzieren.
Während der abendlichen Produktionsschicht wird ein Teil des Fabrikbedarfs durch gespeicherte Solarenergie gedeckt.
Wenn die Strompreise über Nacht deutlich sinken, kann das Energiemanagementsystem einen Teil der Batterie selektiv aus dem Netz laden, wenn die erwartete Preisdifferenz den zusätzlichen Batteriezyklus rechtfertigt.
Der finanzielle Ertrag kann daher aus mehreren kombinierten Quellen stammen, darunter ein höherer Eigenverbrauch von Solarstrom, geringere Nachfragespitzen, eine Optimierung der Strompreise und eine verbesserte Energieresilienz.
Dieses Beispiel dient lediglich der Veranschaulichung. Ein reales Projekt sollte anhand der tatsächlichen Stromverbrauchsdaten des Standorts und des entsprechenden Stromliefervertrags bewertet werden.
Größere Industrieanlagen könnten je nach Anwendung Konfigurationen wie 500 kW / 1 MWh, 1 MW / 2 MWh oder sogar mehrere MWh Speicherkapazität in Betracht ziehen.
Eine kommerzielle Batterie der 1-MWh-Klasse kann relevant sein für:
Bei dieser Größenordnung sollten Kaufentscheidungen weit mehr als nur den Batteriepreis pro kWh berücksichtigen.
EPC-Auftragnehmer und Projektentwickler sollten außerdem das Lastprofil, die PV-Erzeugung, die Netzkapazität, den Stromtarif, die Batterie-Zyklusstrategie, den Wirkungsgrad (Hin- und Rückweg), die Degradation, die EMS-Steuerung, die Transformator-Dimensionierung, das Schutzdesign und die lokalen Netzanschlussbedingungen bewerten.
Es gibt keine allgemeingültige Amortisationszeit für ein kommerzielles Batteriesystem.
Zwei identische 500-kWh-Batterien, die in verschiedenen Fabriken installiert werden, können sehr unterschiedliche Erträge liefern.
Die Amortisationszeit einer Batterie kann von folgenden Faktoren abhängen:
Statt zu fragen: „Wie hoch ist der ROI einer 500-kWh-Batterie?“, ist es sinnvoller, die Batteriekonfiguration zu ermitteln, die den höchsten Wert aus dem tatsächlichen Stromprofil des Standorts generiert.
Deutsche Batterieentwickler sollten auch Änderungen der Stromnetztarife im Auge behalten.
Die Bundesnetzagentur setzt den AgNes-Reformprozess für das künftige Stromnetztarifsystem fort.
Aktuelle Vorschläge lassen darauf schließen, dass Stromspeicheranlagen künftig durch eine moderate jährliche kapazitätsbasierte Gebühr zur Netzfinanzierung beitragen könnten, anstatt genau wie herkömmliche Stromverbraucher behandelt zu werden.
Dies sollte jedoch nicht als endgültige Regel verstanden werden, die bereits heute für jedes Batterieprojekt gilt.
Für langfristige C&I-BESS-Projekte besteht die praktische Lehre darin, dass ein 10- oder 15-jähriges Finanzmodell regulatorische Sensibilität berücksichtigen sollte, anstatt davon auszugehen, dass die heutige Netztarifstruktur während der gesamten Batterielebensdauer unverändert bleibt.
Batteriegröße | Typische Anwendung | Hauptwertströme |
100-200 kWh | Kleine Fabriken, Bauernhöfe, Hotels, Werkstätten, Supermärkte | Solar-Eigenverbrauch, Spitzenlastkappung |
200-500 kWh | Fertigung, Lagerhaltung, Logistik, Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge | Spitzenlastkappung, Solaroptimierung, Backup |
500 kWh-2 MWh | Industrieanlagen, Gewerbegebiete, große Photovoltaikanlagen | Energiearbitrage, Spitzenlastabdeckung, PV-Verschiebung, Resilienz |
2-5 MWh | Industrieparks, Großfabriken, dezentrale Mikronetze | Mehrzweck-EMS-Optimierung, Solarintegration, Flexibilität |
Diese Kapazitätsbereiche dienen lediglich als Richtwerte. Die endgültige Batteriekonfiguration sollte stets auf der tatsächlichen Lastleistung, der erforderlichen Entladedauer, der PV-Erzeugung, der Netzanschlusskapazität und der Betriebsstrategie basieren.
Eine Batterie zur Lastspitzenkappung und eine Batterie zur Energiearbitrage benötigen möglicherweise sehr unterschiedliche kW/kWh-Verhältnisse.
Die Systemeffizienz hat einen direkten Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit wiederholter Lade- und Entladevorgänge.
Das Finanzmodell sollte die allmähliche Kapazitätsreduzierung während der Betriebsdauer der Batterie berücksichtigen.
Das Energiemanagementsystem sollte in der Lage sein, die PV-Stromerzeugung, den Batteriebetrieb, den Netzstrom, die Standortlast, die Strompreise und die Ladepläne zu koordinieren.
Die Anforderungen an Batteriesicherheit, elektrischen Schutz, Brandschutz und Netzanschluss sollten für das spezifische deutsche Projekt überprüft werden.
Käufer sollten nicht nur die Anzahl der Garantiejahre, sondern auch die Zyklengrenzen, den Energiedurchsatz, die Betriebstemperatur, die Entladetiefe und die Anforderungen an die Restkapazität prüfen.
Eine Fabrik kann mit 500 kWh beginnen und später auf 1 MWh oder mehrere MWh erweitert werden, wenn die PV-Kapazität, die Produktionslasten oder der Bedarf an Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge steigen.
Eine modulare Batteriearchitektur kann daher über den gesamten Projektlebenszyklus hinweg einen zusätzlichen Mehrwert bieten.
GSL ENERGY bietet kommerzielle und industrielle Batteriespeichersysteme für Anwendungen von einigen hundert kWh bis hin zu Projekten im Multi-MWh-Bereich an.
Zu den verfügbaren Systemarchitekturen gehören:
GSL ENERGY hat zahlreiche kommerzielle Energiespeicherprojekte in Deutschland unterstützt, darunter Projekte mit Kapazitäten von mehreren hundert kWh bis hin zu Multi-MWh-Konfigurationen.
Diese Projekte zeigen, dass dieselbe Batteriearchitektur je nach EMS-Strategie, PV-System, Netzanschluss und Lastprofil ganz unterschiedliche kommerzielle Ziele erfüllen kann.
Für deutsche EPC-Auftragnehmer und Projektentwickler sollte die Systemauswahl daher auf Folgendem basieren:
Lastprofil | PV-Kapazität | Leistungsbedarf | Speicherkapazität | Stromtarif | Betriebsstrategie
Ein C&I-Batteriesystem kann finanziellen Mehrwert schaffen durch Spitzenlastabdeckung, erhöhten Eigenverbrauch von Solarstrom, Optimierung des Strompreises, reduzierte Abschaltung von Solarstrom, Unterstützung des Ladens von Elektrofahrzeugen, vermiedene Kosten für die Netzinfrastruktur und verbesserte Energieversorgungssicherheit.
Möglicherweise. Eine Batterie kann sich in Zeiten sehr niedriger Strompreise aufladen, der tatsächliche finanzielle Nutzen hängt jedoch vom Stromvertrag, den Gebühren des Anbieters, den Steuern, den Netzkosten, der Messung und der EMS-Strategie ab.
Das kann der Fall sein, insbesondere dort, wo kurzzeitige Spitzenlasten die Stromkosten beeinflussen. Die genauen Einsparungen hängen vom jeweiligen Stromtarif und Lastprofil ab.
Ja. Ein geeignetes Energiemanagementsystem kann die Batteriekapazität auf verschiedene Betriebsstrategien verteilen, wobei die Steuerungslogik die Priorität der verschiedenen Anwendungen regeln sollte.
Ja. Je nach vorhandener elektrischer Architektur kann eine handelsübliche Batterie über eine geeignete AC-Kopplung oder eine andere projektspezifische Konfiguration in neue oder bestehende PV-Anlagen integriert werden.
Das mag sein, aber die Batteriekapazität sollte nicht allein anhand des werkseitigen Typs ausgewählt werden. Spitzenlast, Lastdauer, PV-Erzeugung, Strompreise und der vorgesehene Anwendungsbereich der Batterie müssen berücksichtigt werden.
Für die vorläufige Systembewertung bereiten Sie Folgendes vor:
Projektstandort | 15-Minuten-Lastprofil | Spitzenleistung | Jährlicher Stromverbrauch | PV-Kapazität | Stromtarif | Erforderliche Speicherkapazität | Backup-Anforderung
Für kommerzielle Batteriespeicher in Deutschland gibt es kein einheitliches Geschäftsmodell.
Die wirkungsvollsten Projekte sind oft diejenigen, bei denen die Batterie mehr als ein Energieproblem löst.
Eine Batterie, die ausschließlich für den Eigenverbrauch von Solarstrom genutzt wird, kann erhebliche Einsparungen ermöglichen. Ein System, das Eigenverbrauch von Solarstrom, Lastspitzenkappung, Optimierung des Strompreises, Unterstützung beim Laden von Elektrofahrzeugen und Betriebssicherheit kombiniert, kann jedoch wirtschaftlich deutlich vorteilhafter sein.
Aus diesem Grund sollte die Beschaffung von Batterien für Gewerbe und Industrie mit den Stromdaten des Standorts und nicht mit einer festen Batteriekapazität beginnen.
GSL ENERGY arbeitet mit EPC-Auftragnehmern, Systemintegratoren, Distributoren und Projektentwicklern im kommerziellen Bereich an skalierbaren Batteriespeichersystemen für Fabriken, Industrieanlagen, Solar-Plus-Speicher-Systeme, Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge und Mikronetzanwendungen.
Zur ersten Systembewertung senden Sie bitte Folgendes:
Standort | Lastleistung | Speicherkapazität | PV-Anlagengröße | Stromtarif | Anwendung
Related Articles: