Wo liegt der wirtschaftliche Sweet Spot aus Erneuerbaren und Batteriespeichern?
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Kurzantwort
Eigene qualitative Darstellung. Die Übergänge sind fließend; technische Eignung bedeutet nicht automatisch Wirtschaftlichkeit an jedem Standort.
Warum Erneuerbare und Batteriespeicher gut zusammenpassen
Wind- und Solaranlagen erzeugen ohne laufende Brennstoff- und CO₂-Kosten, aber wetterabhängig. Batterien können Überschüsse aufnehmen und zeitversetzt abgeben. Dadurch können sie
Der erste Batteriespeicher an einem geeigneten Engpass oder Solarstandort kann deshalb sehr wertvoll sein. Mit jeder weiteren Einheit nimmt der zusätzliche Nutzen häufig ab: Sind die günstigen Überschussstunden bereits genutzt, wartet ein weiterer Speicher länger auf profitable Preisunterschiede. Genau dieser abnehmende Grenznutzen erzeugt einen ökonomischen Sweet Spot – aber keinen universellen Zahlenwert.
Leistung und Energie nicht verwechseln
Speicher werden mit zwei Größen beschrieben:
Ein Speicher mit 1 GW Leistung und 2 GWh Kapazität kann zwei Stunden mit voller Leistung liefern. Für eine kurze Abendspitze kann das wertvoll sein; eine mehrtägige Dunkelflaute lässt sich damit nicht überbrücken. Aussagen wie „Deutschland braucht 100 GW Speicher“ sind ohne Speicherdauer daher unvollständig.
Was aktuelle Systemmodelle zeigen
Die „Systemstudie Deutschland 2026“ von Fraunhofer ISE, Fichtner und EY-Parthenon modelliert im Szenario „Prosperität“ für 2045 einen Anteil von rund 85 bis 86 Prozent Wind- und Solarenergie an der Strombereitstellung. Speicher sind darin ein 100%zentraler regenerativTeil gespeistesder StromnetzFlexibilität, (733.7Kb)aber nicht die einzige Lösung.
Author
Jochum,eine Christianmodellierte 
Date
2026
Version
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DOI
Metadata
Die vorliegende Simulationsstudie basiert5. auf den stündlichen6. Erzeugungs-Januar beschreibt die Studie eine etwa 17-stündige Lücke. Batterien werden zunächst entladen; zusätzlich sind begrenzte Importe und Verbrauchsdatensteuerbare Back-up-Kraftwerke notwendig. Für längere Dunkelflauten hält die Studie kurzfristige Instrumente wie Regelenergie, Lastverschiebung und Batterieentladung allein ausdrücklich nicht für elektrischeausreichend.
Das inModell Deutschlandnimmt inaußerdem denan, Jahrendass 2022ab –2026 2025.ein In einer Simulation wird mit HilfeAnteil von Multiplikationsfaktoren20 fürProzent dieder regenerativeElektrofahrzeuge Energieerzeugungbidirektional undladen kann. Dadurch stehen bereits bezahlte Fahrzeugbatterien zeitweise dem Einfügen von variablen Stromspeicher-Kapazitäten eine zukünftige zu 100% regenerative Stromerzeugung in Deutschland modelliert. Auf dieser Modellbasis wird mit realen Investitionskosten auch das Investitionsvolumen modelliert, das für eine solche 100% regenerative Stromerzeugung notwendig wäre. Aus diesen Kosten können dann wieder Berechnungen für Stromerzeugungspreise abgeleitet werden. Die Daten der einzelnen Jahre 2022/2023, 2023/2024 und 2024/2025 werden nacheinander in die Simulation gegeben, um Veränderungen in Verbrauch/Erzeugung zu erkennen und mit den bekannten Verbrauchs- und Installationsdaten zu vergleichen und so die Simulation zu verifizieren und zusätzliche Entwicklungsinformationen über den Jahresvergleich zu erhalten. Die wichtigsten Ergebnisse der Simulationsrechnungen sind: Will man eine zu 100% regenerative Energieerzeugung in Deutschland mit 100% Versorgungssicherheit aufbauen, dann... ...gibt es hunderte verschiedene mögliche Kombinationen von weniger regenerativer Erzeugung mit riesigen Speichern bis zu hoher Erzeugungsleistung mit kleinen Speicherkapazitäten. ...liegt die im Sinne der Investitionskosten optimale Kombination aus Energie-Erzeugung und Energie-Speichern bei der 3,9-fachen regenerativen Erzeugerleistung und 2700 GWh Speicherkapazität (Basis: Daten aus 2022/23). Umgerechnet sind das ~32kWh Speicherkapazität pro Kopf in Deutschland. Weniger als erwartet. Anders umgerechnet kann diese Speichergröße den durchschnittlichen Verbrauch in Deutschland etwa zwei Tage lang decken. Auch hier haben manche ähnliche Arbeiten mehr an notwendiger Speichergröße berechnet. Die mit der Simulation berechneten Stromkosten liegen bei durchschnittlich 0,09 €/kWh (zwischen 0,07 und 0,17 €/kWh). Trotz Zwischenspeicherung immer noch die günstigste Energieform, die es heute gibt. Die Auswertung der berechneten stündlichen Speichernutzung zeigt, dass die Speichergröße nur an wenigen Tagen im Jahr (~5%) gebraucht wird. An ~95% der Tage im Jahr werden nur max. 20% der Speicher genutzt. Das spricht für eine Mehrfachnutzung der Speicher (z.B. netzdienliche KFZ-Akkus). Diese wenigen berechneten vollständigen Speicher-Ladehübe pro Jahr sprechen für eine extrem lange Lebenszeit der Speicher. Insgesamt zeigen diese Ergebnisse, welche Potentiale in der Steuerung des Verbrauchs stecken. Anreize für eine Verschiebung des Stromverbrauchs aus den wenigen Stunden/Tagen des Jahres mit geringer Erzeugung (~5%) in andere Stunden/Tage hat einen riesigen Einfluss auf die benötigte Speichergröße und auf die Versorgungssicherheit. Schon eine einfache Preissteuerung, die es in vielen Regionen der Welt schon lange gibt, hätte große Einflüsse auf den Verbrauch. Für Ideen wie Freischichten bei Großverbrauchern oder flexible Steuerung von anderen Großverbrauchern in den wenigen energiekritischen Stunden/Tagen sollten preisliche Anreize geschaffen werden. Die Industrie sucht doch nach Wegen, die Energiepreise zu senken. Die jährliche Entwicklung der Daten zeigt, dass es zwar eine positive Entwicklung der installierten Erzeugungsleistung gibt, diese aber noch nicht in der wirklich verbrauchten Energiemenge sichtbar wird. Hier gibt es wohl noch systemische Hindernisse, die andere Arten der Energieerzeugung bevorzugen. Eine mögliche Erklärung wäre, dass andere Erzeuger schlechter abregelbar sind und deshalb Winderzeuger abgeregelt werden? Das überraschendste Ergebnis der Simulationsrechnungen ist aber die riesige Menge an überschüssiger Energie, die erzeugbar wäre, aber (Stand heute) gar nicht gebraucht wird. Mit o.g. optimaler Zusammensetzung der Erzeugung/Speicherung könnten im Jahr 90% mehr Energie erzeugt werden, als gebraucht wird. Und das ohne zusätzliche Kosten! Hier sollte die Diskussion um eine sinnvolle Nutzung dieser kostenfreien Überschuss-Energie beginnen (internationaler Energiehandel, Syn-/PtL-Fuels für Luftverkehr/Schiffe, Wasseraufbereitung, Wasserstoff, etc.). Diese kostenfrei erzeugbare Überschuss-Energie stünde für neue VermarktungsstrategienStromsystem zur Verfügung und würdeverringern durchden Bedarf an ausschließlich für das Netz gebauten stationären Speichern. Diese Annahme ist keine Prognose: Ob sie eintritt, hängt von Fahrzeugen, Ladeinfrastruktur, Vergütung, Garantien und Nutzerverhalten ab.
Der Sweet Spot ist ein Portfolio
Sekunden bis Minuten
Batterien reagieren sehr schnell und eignen sich gut für Frequenzhaltung, Regelenergie und das Glätten abrupter Änderungen. Hier zählt vor allem Leistung; große Energiemengen sind oft nicht erforderlich.
Stunden bis etwa ein Tag
Für den Solar-Mittag-Abend-Ausgleich konkurrieren Batterien mit flexiblen Wärmepumpen, Elektroautos, Industrieprozessen, Pumpspeichern und grenzüberschreitendem Handel. Kurzdauerspeicher sind besonders attraktiv, wenn sie mehrere Erlösquellen kombinieren können.
Mehrere Tage
Bei einer Dunkelflaute wächst der Energiebedarf so stark, dass ausschließlich dafür gebaute Kurzzeitbatterien schnell teuer werden. Netze, Importe, flexible Nachfrage und selten laufende steuerbare Kraftwerke können wirtschaftlicher sein. Deren langfristiger Brennstoff muss mit den Klimazielen vereinbar sein.
Wochen und Jahreszeiten
Saisonale Verschiebung verlangt andere Optionen: Wärme- und Wasserstoffspeicher, speicherbare erneuerbare Brennstoffe, Wasserkraft, europäische Ausgleichseffekte oder bewusst vorgehaltene gesicherte Leistung. Batterien können Teil des Systems bleiben, lösen das saisonale Problem aber nicht allein.
Wie ein belastbarer Optimierungsvergleich aussieht
Für jede zusätzliche VermarktungOption werden über viele Wetterjahre mindestens folgende Wirkungen verglichen:
Zusätzlicher Nutzen
Zusätzliche Kosten
Der ökonomische Ausbaupunkt ist erreicht, wenn der erwartete zusätzliche Systemnutzen einer weiteren Einheit nicht mehr höher ist als ihre zusätzlichen Kosten. Ein reiner Vergleich von Stromgestehungskosten reicht dafür ebenso wenig wie ein einzelnes historisches Preisjahr.
Faktoren, die Energiekostenden optimalen Speicherbedarf senken
Diese ArbeitOptionen trägtsind hoffentlichkeine Gegner der Batterie. Sie verhindern, dass teure Batteriekapazität für Aufgaben gebaut wird, die eine andere Technik günstiger erfüllt.
Risiken zu einergroßer Versachlichungoder zu kleiner Speicherflotten
Einordnung der DiskussionIEA
Die zukünftigeInternationale EnergieerzeugungEnergieagentur bei,bezeichnet sindBatteriespeicher als die berechnetenam Ergebnisseschnellsten wachsende saubere Energietechnologie im Stromsektor und betont ihre zentrale Rolle für eine sichere Energiewende. Zugleich betrachtet sie Batterien als Teil eines größeren Systems aus Erzeugung, Netzen, Nachfrageflexibilität, Lieferketten und Recycling. Auch daraus folgt kein fester deutscher Zielwert, sondern die Notwendigkeit einer regelmäßig aktualisierten Systemplanung.
Fazit für die notwendigenDebatte
dochDer
erstaunlichwirtschaftlicheniedrig,Sweet Spot ist kein einzelnes Mischungsverhältnis. Kurzzeitbatterien ergänzen Wind und Solar besonders gut im Bereich von Sekunden bis Stunden. Mit zunehmender Speichermenge sinkt ihr zusätzlicher Nutzen; für mehrtägige und saisonale Lücken werden Netze, flexible Nachfrage, europäischer Handel und steuerbare klimaverträgliche Leistung benötigt.
Eine robuste Strategie baut Wind, Solar, Netze, digitale Steuerung, flexible Verbraucher und Speicher gemeinsam aus und überprüft den jeweils nächsten Ausbau anhand seines Grenznutzens. „Nur Erneuerbare plus möglichst viele Batterien“ ist ebenso wenig kostenoptimal wie „Speicher sind überflüssig“.
Quellen
Keywords
Regenerative EnergieWindenergiePhotovoltaikRegeneratives NetzNetzspeicher
DDC Classification
620 Ingenieurwissenschaften
Extent
14 S.
Faculty
Fachbereich Ingenieurwesen
Link to publication
https://hlbrm.pur.hebis.de/xmlui/handle/123456789/441
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