Batteriespeicher: Zukunft der Energieversorgung

Wie moderne Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) Stromnetze stabilisieren und die Energiewende vorantreiben

Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) gewinnen weltweit an Bedeutung: sie stabilisieren Stromnetze, machen erneuerbare Energien verlässlich nutzbar und treiben die Energiewende voran. Im Interview erläutert Franca Dömer, Expertin für Energiespeichersysteme und Projektleiterin im Team Lenders & Investors bei Sweco, welche Rolle Batteriespeicher heute spielen, welche technischen Herausforderungen bestehen und welche Trends die Zukunft der Energiespeicherung bestimmen.

Warum Batterie‑Energiespeichersysteme (BESS) unverzichtbar für die Netzstabilität erneuerbarer Energien sind

Hallo Franca, welche Rolle spielen Batterie-Energiespeichersysteme (BESS) für die Netzstabilisierung erneuerbarer Energien?

Batterie‑Energiespeichersysteme sind ein zentraler Hebel, um erneuerbare Energien sicher und effizient in das Stromnetz zu integrieren. Sie gleichen wetterbedingte Schwankungen von Wind- und Photovoltaikanlagen aus, indem sie überschüssigen Strom speichern und bei Unterdeckung wieder ins Netz einspeisen. Dadurch steigt die Aufnahmefähigkeit des Netzes für volatile erneuerbare Energien deutlich.

Darüber hinaus spielen auch sogenannte Stand‑alone‑Batterien, also unabhängige Speicher mit eigenem Netzanschluss, eine wichtige Rolle. Sie reagieren schnell auf Abweichungen von Netzfrequenz und -spannung und tragen so maßgeblich zur Systemstabilität bei. Gleichzeitig entlasten Batterie‑Energiespeichersysteme die Netze, indem sie Lastspitzen kappen und Einspeisungen zeitlich verschieben. Insgesamt leisten BESS damit einen wesentlichen Beitrag zu einem stabilen, flexiblen und zukunftsfähigen Energiesystem.

Wie große Batteriespeicher das Stromnetz stabilisieren und Gaskraftwerke zunehmend ersetzen

Welche technischen Komponenten sind für den zuverlässigen Betrieb eines modernen Batteriespeichers entscheidend?

Ein moderner Batteriespeicher besteht aus mehreren zentralen Komponenten, die gemeinsam einen sicheren und effizienten Betrieb gewährleisten:

• Batteriezellen und -module: Bilden die Basis und bestimmen Leistung, Wirkungsgrad und Lebensdauer des Systems.
• Batteriemanagementsystem (BMS): Überwacht Zellspannungen, Temperaturen und Ladezustände und schützt vor Überladung, Tiefentladung und Kurzschluss.
• Wechselrichter: Ermöglicht die netzkonforme Umwandlung von Gleich- in Wechselstrom sowie schnelle Regelreaktionen.
• Energiemanagementsystem (EMS): Optimiert den Betrieb des Speichers (z. B. Netzdienstleistungen, Eigenverbrauch).
• Kühlsystem: Sorgt für stabile Temperaturen, verhindert Überhitzung und verlängert die Lebensdauer der Batterien
• Netzanschluss und Schutztechnik: Für einen sicheren Netzbetrieb sind Transformatoren, Schutzrelais und Schaltanlagen erforderlich.
• Umspannwerk: Ermöglicht die Übergabe des Stroms zum Netzbetreiber

Warum gewinnen große Batteriespeicher gegenüber konventionellen Lösungen wie Gaskraftwerken zunehmend an Bedeutung?

Große Batteriespeicher gewinnen vor allem aufgrund ihrer schnelleren Reaktionszeiten an Bedeutung. Sie können innerhalb von Millisekunden auf Netzschwankungen reagieren und sind damit bei der Netzregelung konventionellen Gaskraftwerken deutlich überlegen.

Weitere entscheidende Faktoren sind Klimaschutz und Wirtschaftlichkeit. Batterie‑Energiespeichersysteme verursachen im Betrieb keine direkten Emissionen und unterstützen damit den Ausstieg aus fossilen Energieträgern sowie die Dekarbonisierung des Energiesystems. Sinkende Batteriepreise und veränderte Strommarktbedingungen verbessern ihre Wettbewerbsfähigkeit gegenüber konventionellen Kraftwerkslösungen kontinuierlich und machen Batteriespeicher immer attraktiver. Batteriespeicher überzeugen zudem durch ihre hohe Flexibilität. Sie sind skalierbar und weitgehend standortunabhängig einsetzbar, was sie zu einer zentralen Zukunftstechnologie für ein modernes Energiesystem macht.

Auch die Stärkung der energiepolitischen Unabhängigkeit spielt eine Rolle: Große Batteriespeicher reduzieren die Abhängigkeit von Energieimporten und fossilen Brennstoffen aus dem Ausland. Durch die Möglichkeit, erneuerbaren Strom lokal zu speichern und bedarfsgerecht bereitzustellen, tragen sie zur Versorgungssicherheit bei und erhöhen die Resilienz des Energiesystems gegenüber geopolitischen Risiken, Lieferengpässen und volatilen internationalen Energiemärkten.

Welche technischen, genehmigungsrechtlichen und nachhaltigen Faktoren für erfolgreiche BESS‑Projekte entscheidend sind

Welche Herausforderungen gibt es bei Planung und Genehmigung von Batteriespeicherprojekten in Deutschland?

Bei der Planung und Genehmigung von Batteriespeicherprojekten stellen vor allem lange Netzanschlusszeiten und die begrenzte Netzverfügbarkeit zentrale Herausforderungen dar. Hinzu kommen unterschiedliche Anforderungen je nach Bundesland und sogar auf Landkreisebene. Genehmigungsprozesse sind daher nicht vollständig standardisiert und erfordern eine enge Abstimmung mit den zuständigen Behörden.

Auch technische und regulatorische Vorgaben, etwa zu Abstandsflächen, Brandschutzkonzepten und Umweltverträglichkeit, müssen häufig projektspezifisch geklärt werden. Im Vergleich zu konventionellen Gaskraftwerken oder Windenergieanlagen sind die Herausforderungen bei Batteriespeichern jedoch insgesamt geringer.

Welche Nachhaltigkeitsaspekte spielen bei Standortwahl und Umsetzung von Batteriespeichern eine besondere Rolle?

Bei der Standortwahl von Batteriespeichern spielt die Flächeninanspruchnahme eine zentrale Rolle. Bevorzugt werden vorbelastete oder bereits versiegelte Flächen, etwa in Gewerbe‑ oder Industriegebieten, um zusätzliche Eingriffe in Natur und Landschaft zu vermeiden. Ein weiterer wichtiger Aspekt ist der Arten‑ und Naturschutz. Das Vorkommen geschützter Tier‑ oder Pflanzenarten kann die Planung beeinflussen und erfordert gegebenenfalls Anpassungen des Standorts.

Darüber hinaus sind Umwelt‑ und Immissionsschutz entscheidend, also Maßnahmen wie Minimierung von Lärm, etwa durch geräuscharme Kühlsysteme oder Schallschutzwände, sowie der Schutz von Boden und Wasser, beispielsweise durch Auffangwannen für Transformatorenöl und weitere technische Sicherungen.

Zunehmend gewinnt auch eine ganzheitliche Lebenszyklusbetrachtung an Bedeutung. Dabei wird die CO₂‑Bilanz des Batteriespeichers über Herstellung, Betrieb und Rückbau hinweg bewertet, einschließlich der Recyclingfähigkeit der eingesetzten Materialien.

Welche Anforderungen stellen heutige BESS-Projekte an interdisziplinäre Zusammenarbeit, z. B. zwischen Ingenieurwesen, Umweltplanung und Architektur?

Moderne BESS‑Projekte erfordern eine sehr enge interdisziplinäre Zusammenarbeit. Zentrale Voraussetzung ist eine gut aufgestellte Projektleitung, die die verschiedenen Fachdisziplinen koordiniert und Schnittstellen aktiv steuert.

Dazu zählen insbesondere:

• Umweltplanung (Naturschutz)
• Genehmigungsplanung (Brandschutz, BImSchG)
• Trassierung (EMF-Bericht, Trasse)
• Flächenmanagement (Flächensicherung)
• Wasser- und Verkehrsplanung (Versickerung, Abwassergefährdende Stoffe)
• Elektroplanung
• Objektplanung (TGA, Architektur, Statik)

Förderlich für einen reibungslosen Projektablauf sind zudem gute und frühzeitig aufgebaute Beziehungen zu den zuständigen Behörden.

Auf welche Erfahrungen kann euer Team bei großen Batteriespeicherprojekten zurückgreifen?

Unser Team verfügt über umfangreiche Erfahrung aus mehr als zehn Batteriespeicherprojekten mit Leistungen von bis zu 250 MW. Ein besonderer Mehrwert entsteht durch die internationale Zusammenarbeit bei Sweco. Wir können auf die Expertise von Kolleg*innen aus verschiedenen Ländern zurückgreifen, etwa aus Belgien, Litauen oder Finnland. So können wir internationales Know‑how bündeln und bewährte Lösungen effizient auf neue Projekte übertragen.

Batterie‑Energiespeichersysteme als Schlüsseltechnologie der Energiewende

Was meint ihr, wie wird sich die Bedeutung von Batterie-Energiespeichersystemen in den kommenden Jahren entwickeln?

Die Bedeutung von Batterie‑Energiespeichersystemen wird in den kommenden Jahren deutlich zunehmen. Der globale BESS‑Markt wächst stark. Prognosen gehen von einer Verdoppelung bzw. einer erheblichen Steigerung der installierten Kapazitäten und des Marktvolumens bis 2030/2035 aus.

BESS werden dabei eine zentrale Rolle für die Energiewende, erneuerbare Energien und Dekarbonisierung spielen. Sie werden zunehmend unverzichtbar, um die volatile Einspeisung aus Wind‑ und Solarenergie effizient zu integrieren und gleichzeitig Netzstabilität und Flexibilität sicherzustellen.

Zusätzlich treiben technologische Weiterentwicklungen den Trend voran. Sinkende Batteriekosten, Fortschritte bei Batterietechnologien, verbesserte Recyclingprozesse und neue Anwendungsfelder stärken sowohl die Leistungsfähigkeit als auch die Wirtschaftlichkeit von Batteriespeichern weiter.

Vielen Dank für die spannenden Einblicke.