Anwendungsfälle für Batteriespeicher in mittelständischen Unternehmen

Wie tragen Batteriespeicher in der Industrie zu Kosteneinsparungen und Versorgungssicherung bei?

In der Diskussion zur Ausgestaltung der Energiewende sind Batteriespeicher schon länger ein Thema. Angesichts der fallenden Preise für Lithium-Ionen-Batterien und andere Technologien hat die Entwicklung nochmal deutlich an Fahrt aufgenommen. Was im Kleinen für Haushalte mit Solaranlage und im Großen als Kraftwerk und Beitrag zur Netzstabilität schon länger funktioniert, findet inzwischen auch in Gewerbe und Industrie vermehrte Anwendung.

Doch welche Aufgaben können Batterien in der betrieblichen Energieversorgung übernehmen? Welche Einsparpotenziale und weiteren Vorteile sind damit verbunden? Und was ist bei der Auslegung von Speicherlösungen zu beachten?

Im folgenden Artikel möchten wir Ihnen einen Überblick über die wichtigsten Anwendungsfälle von Stromspeichern in Unternehmen vorstellen.

Eigenverbrauch erhöhen

Dezentrale Erzeugungsanlagen wie Photovoltaik oder Kraft-Wärme-Kopplung (BHKW) haben ihren Platz in vielen Industrie- und Gewerbebetrieben gefunden. Doch angesichts sinkender Vergütungssätze für die Netzeinspeisung bei gleichzeitig steigenden Strompreisen wird es immer lukrativer, den erzeugten Strom auch möglichst selbst zu verbrauchen.

Lastprofil

Eigenerzeugungsanlagen sind i.d.R. auf Betriebslasten ausgelegt. Liegt jedoch an Wochenenden oder Feiertagen nur eine Grundlast an, wird der Eigenbedarf häufig mehr als nur gedeckt. So wird darüber hinaus überschüssiger Strom zurück ins Netz gespeist.

Jedoch können die wenigsten Unternehmen ihren Stromverbrauch an die Eigenerzeugung anpassen und „warten, bis die Sonne scheint“. Batterien können Erzeugung und Verbrauch durch Zwischenspeicherung zeitlich entkoppeln und so Stromkosten senken, ohne dass Betriebsabläufe gestört werden.

Neben der Eigenerzeugung lässt sich auch Strom zwischenspeichern, welcher von Betriebsanlagen mit Energierückgewinnung (z.B. Krananlagen, Bremsungen) erzeugt wird und ansonsten – meist unvergütet – ins Netz zurückgespeist wird.

Kurzzeitige Rückspeisungen

Kurzzeitige Rückspeisungen sind charakteristisch für Anlagen mit Energierückgewinnung.

Strom(neben)kosten senken

Beim Stromeinkauf macht der reine Arbeitspreis für die Kilowattstunde einen immer kleineren Anteil aus. Die diversen Entgelte, Abgaben und Umlagen können für bis zu 50% der Kosten verantwortlich sein. Bei Großabnehmern kommen in der Regel noch der Leistungspreis pro Kilowatt sowie ggf. Kosten für einen erhöhten Blindleistungsbezug dazu. Batteriespeicher bieten unterschiedliche Hebel, um die genannten Kosten zu senken:

Komponente der StromkostenKostenreduzierung durch Batteriespeicher
LeistungspreisLastspitzenabsenkung
BlindleistungspreisNutzung des Speichers zur Blindleistungskompensation
NetzentgelteLastverschiebung zum Aushandeln individueller Netzentgelte (für Sonderformen der Netznutzung nach § 19 StromNEV)
Arbeitspreis bei variablen Tarifen (HT/NT, Stromeinkauf am Spotmarkt o.ä.)Stromeinkauf zu niedrigen Preisen → Zwischenspeicherung → Verbrauch (oder Verkauf) zu Hochpreiszeiten

Das größte Einsparpotenzial bietet meist die Lastspitzenabsenkung. Batteriespeicher können auch hier durch eine zeitliche Entkopplung Kosten senken, indem ab einem gewissen betrieblichen Leistungsbedarf die Stromversorgung zum Teil aus dem Speicher gedeckt wird. Das spart Kosten – und entlastet nebenbei das lokale Stromnetz.

 

Lastspitze

Die Glättung von Lastspitzen ist ein wichtiger Hebel zur Senkung der Stromkosten.

 

Wenn der Strom nicht selbst verbraucht wird, kann er zu gewissen Zeiten auch an verschiedenen Märkten angeboten werden. Stromspeichern mit hoher Leistung steht die Teilnahme am Regelenergiemarkt offen (ggf. kann die dafür erforderliche Leistung auch durch den virtuellen Zusammenschluss mehrerer Speicher erreicht werden – das sogenannte Pooling). Aber auch der Verkauf (und der Einkauf) an den Strombörsen mit ihren zeitlich schwankenden Preisen wird durch Batterien deutlich einfacher und lukrativer, da die Zeiten von Erzeugung/Bezug und Einspeisung/Verbrauch entkoppelt werden können.

Stromversorgung sichern

Wir alle sind auf eine sichere und kontinuierliche Stromversorgung angewiesen. Während in den meisten Betrieben eine Unterbrechung der Versorgung schon allein durch die Kosten für Betriebsausfälle schwerwiegende Folgen haben kann, kann es bei bestimmten Einrichtungen wie Krankenhäusern sogar um Leben und Tod gehen. Trotz der hohen Versorgungssicherheit unserer Stromnetze ist deshalb oft die Einrichtung einer Notstromversorgung erforderlich. Weit verbreitet sind diese auch für die Sicherheitsbeleuchtung von Fluchtwegen sowie für IT- und Kommunikationsanlagen zur Vermeidung von Datenverlusten.

Umspannwerk

Da solche Notstromanlagen hierzulande sehr selten zum Einsatz kommen, lassen sich die verwendeten Batteriespeicher auch für andere Anwendungsfälle nutzen und somit wirtschaftlicher gestalten – sofern dadurch die Aufgabe der unterbrechungsfreien Stromversorgung nicht beeinträchtigt wird.

Neben der Versorgungssicherheit können Batteriespeicher aber auch die Qualität der Stromversorgung erhöhen, indem sie z.B. den Blindleistungshaushalt ausgleichen, als Netzfilter fungieren (und so Flicker oder Oberschwingungen eliminieren) oder die Kurzschlussspannung erhöhen. All diese Faktoren erhöhen die Lebensdauer und sichern den ordnungsgemäßen Betrieb empfindlicher Betriebsanlagen.

Netzausbau vermeiden

Unternehmen mit Anschluss an das Mittelspannungsnetz sind für die Installation und den Betrieb ihrer Transformatoren selbst verantwortlich, was mit hohen Investitionskosten verbunden ist. Wenn der betriebliche Strombedarf im Lauf der Zeit steigt, kann dies zur Überlastung der Transformatoren führen und einen Austausch erforderlich machen, sofern die bezogene Last nicht entsprechend angepasst wird. Batteriespeicher können auch hier zur Lastverschiebung eingesetzt werden; neben der Senkung des Leistungspreises können hierbei auch die Anschaffungskosten für die neuen Transformatoren gespart und die vorhandenen durch Anpassung des Betriebspunktes effizienter betrieben werden.Trafo

Ein Sonderfall der Speicheranwendung ist der sogenannte Inselbetrieb von netzfernen Anlagen mit Strombedarf, sofern ein Anschluss an das Versorgungsnetz für diese Anlagen mit hohen technischen bzw. finanziellen Hürden behaftet ist. Eine Kombination aus Eigenerzeugung (z.B. mit Photovoltaik) und Batteriespeicher kann den Anschluss in vielen Fällen überflüssig machen.

Fazit: Vielfältige Einsatzmöglichkeiten

Batteriespeicher bieten Industrie- und Gewerbebetrieben eine Vielfalt an Einsparpotenzialen und können die Sicherheit und Qualität der Stromversorgung deutlich erhöhen. Bei richtiger Auslegung und Betriebsführung amortisieren sich ihre (immer noch recht hohen) Investitionskosten recht schnell; der Betrieb ist wartungsarm und nur mit geringen laufenden Kosten verbunden. Gleichzeitig werden Betriebsabläufe nicht beeinträchtigt und die Lebensdauer von Anlagen erhöht.

Am lukrativsten ist die Anschaffung von Speichern, wenn mehrere der vorgestellten Anwendungsfälle kombiniert werden können. Auch bereits im Betrieb befindliche Batterien, welche bereits eine der Funktionen erfüllen, können durch eine angepasste Betriebsführung weitere Aufgaben in der betrieblichen Stromversorgung übernehmen.

Dieser multifunktionale Einsatz von Speichersystemen stellt jedoch hohe Anforderungen an die Planung. Für eine passgenaue Auslegung und Regelung sind insbesondere detaillierte Informationen über die zeitliche Verteilung des Stromverbrauchs im Unternehmen nötig.

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