Batteriespeicher senken Stromkosten im Gewerbe

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• Die Annahme, dass sich Strompeicher nicht oder nur durch starke Förderung lohnen, ist heute überholt. Ein genauer Blick ist bei hohen Stromkosten und insbesondere bei starken Spitzenlasten ratsam.
• Maßgeblicher Faktor für die Wirtschaftlichkeit einer PV-Anlage ist, einen möglichst großen An-teil der Solarstromproduktion selbst zu ver-wenden. Mit Stromspeichern kann diese Quote deutlich erhöht werden. So lassen sich auch nächtliche Bedarfe mit Eigenstrom decken.
• Eine weitere Möglichkeit ist die Nutzung eines Stromspeichers zur Spitzenlastkappung, dann kann ein Stromspeicher sogar ohne Eigenstromerzeugung wirtschaftlich sein.
• Durch das Bereitstellen von Netzdienstleistungen für den Verteilnetzbetreiber oder die Teilnahme am Strommarkt können mit einem Stromspeicher Zusatzeinnahmen erzielt werden. Ein allein hierauf ausgerichteter Betrieb lohnt sich bei den aktuellen Rahmenbedingungen aber in der Regel nicht.

Für viele Industrie- und Gewerbebetriebe ist Strom ein maßgeblicher Kostenfaktor. Doch längst nicht alle von ihnen haben einen so hohen Verbrauch, dass sie von Vergünstigungen, wie einer Befreiung der EEG-Umlage oder reduzierten Netzentgelten, profitieren. Deshalb lohnt es sich, bereits bei der Planung der Technischen Gebäudeausrüstung zu prüfen, ob sich eine Photovoltaik-Anlage oder ein Batteriespeicher für den Kunden rechnen.

Solarstromanlagen und Batteriespeicher haben in den letzten Jahren drastische Kostensenkungen durchlaufen. Zumindest ein näherer Blick ist darum zu empfehlen. Gegebenenfalls kann der Speicher auch genutzt werden, um Netzdienstleistungen für den Verteilnetzbetreiber zu erbringen oder in einem Pool mit anderen Speichern am Regelenergie- und Strommarkt teilzunehmen. Dadurch können Zusatzeinnahmen erzielt werden.

Batteriespeicher überbrücken Lücken

Große Solarstromanlagen können heute Strom für deutlich weniger als 10 Ct/kWh zur Verfügung stellen. Bei Leistungen von einigen 100 MW sind sogar Preise um 6 Ct/kWh möglich. Da der Stromtarif für Gewerbebetriebe sich meistens um etwa 15 bis 26 Ct/kWh bewegt, lohnt sich hier fast immer eine genauere Prüfung.

Maßgeblich für einen wirtschaftlichen Betrieb ist heute, dass ein möglichst großer Teil des Stroms direkt im Unternehmen verbraucht wird. Bei manchen Anwendungen, beispielsweise der Raumkühlung, fallen die Zeiten der höchsten Solarstromproduktion und der größten Stromlast von alleine recht gut zusammen. Andere Anwendungen, wie das Pumpen von Wasser in der Landwirtschaft, lassen sich mit entsprechenden Tanks zeitlich so verschieben, dass sie zum Stromangebot passen.

Doch häufig wird der Strom einfach zu bestimmten Zeiten verlässlich benötigt – und zwar oft dann, wenn die Solaranlage gerade keinen oder nur wenig Strom liefern kann. Batteriespeicher überbrücken dann die Lücke.

In der Logistikbranche sind elektrische Gabelstapler mittlerweile weit verbreitet. Das bedeutet auch: Dort gibt es einen gestiegenen Strombedarf. Dieser wird zu festen Zeiten benötigt – je nach Schichtbetrieb laden die Geräte entweder nachts oder in kurzen Pausenzeiten. Stundenlange Ladephasen oder eine Anpassung an den Sonnenstand kommen somit nicht infrage. Es liegt dann also nahe, die Solaranlage mit einem Batteriespeicher zu ergänzen.

Anwendungsbeispiele Logistik-Branche

Das Unternehmen Voigt Logistik, Neumünster, mit knapp 100 Mio. Euro Jahresumsatz und über 400 Beschäftigten hat gerade eine neue Umschlaghalle auf 10 000 m² errichtet, um mit dem Firmenwachstum Schritt zu halten. Ausgestattet ist die neue Halle nicht nur mit 106 Toren, sondern auch mit einer Photovoltaikanlage mit einer Spitzenleistung von 251 kW_p. Das Projekt kostete insgesamt 15 Mio. Euro.

Schon ab den frühen Morgenstunden, oft vor Sonnenaufgang, braucht die Logistikhalle Strom für die Klimatisierung und Beleuchtung. Ein besonders großer Stromverbrauch aber findet nachts statt: Dann werden die elektrisch betriebenen Gabelstapler aufgeladen. Zwei Tesvolt-Batteriespeicher vom Typ TS HV 70 mit einer Gesamtkapazität von 403 kWh und einer Leistung von 120 kW sorgen dafür, dass der selbst produzierte Solarstrom auch wirklich dann zur Verfügung steht, wenn er benötigt wird.

Eine Besonderheit ist, dass die Batterietechnik jederzeit in ihrer Kapazität erweitert werden kann, sodass Voigt Logistik auch für weiteres Wachstum gewappnet ist. Geplant und gebaut wurde die Anlage vom Tesvolt-Fachpartner Bernd Ickert Elektroanlagen.

Auch die Spedition Lutter in Bönen setzt auf die Kombination von Solarstrom und Batteriespeicher. Sie deckt mit einer Solaranlage mit einer Spitzenleistung von 80 kW_p Abb. 2 und einem Tesvolt-Batteriespeicher mit einer Kapazität von 50 kWh sogar ihren gesamten Strombedarf selbst. Benötigt wird der Strom auch hier vor allem für die Elektrogabelstapler, für die IT, die Lkw-Werkstatt und zwei Lkw-Waschanlagen. Der Speicher wurde dabei mit 50 % vom Land Nordrhein-Westfalen bezuschusst. So amortisiert sich die gesamte Anlage innerhalb von acht Jahren. Die Lebenserwartung der Tesvolt-Stromspeicher liegt bei 30 Jahren. Umgesetzt wurde diese Anlage über den Tesvolt-Fachpartner Solar E-Technik Hamm.

Teure Lastspitzen kappen

Auch ganz ohne eigene Stromerzeugung kann ein Speicher wirtschaftlich sein, wenn es darum geht, Leistungsspitzen abzufangen. Das ist für Betriebe interessant, die einen Verbrauch von 100 000 kWh/a oder eine Leistungsgrenze von 30 kW überschreiten und somit in der Regel einen leistungsgemessenen Tarif mit RLM-Zähler (RLM: Registrierende Leistungsmessung) haben. Die Leistungsgrenze kann auch mit mehreren Ladesäulen für Elektroautos schnell erreicht sein.

Die Jahreshöchstlast bestimmt dann einen Großteil der Netzentgelte – schließlich muss der Netzbetreiber die entsprechende Kapa-zität vorhalten. Wer die stärksten Lastspitzen kappt, kann schnell einige zigtausend Euro im Jahr sparen. Als Faustformel gilt: Ab etwa 100 Euro/kW wird die Lastspitzenkappung (Peak Shaving) mit einem Speicher auch wirtschaftlich interessant.

Lastspitzen gibt es in vielerlei Betrieben. In der Gastronomie laufen meist am Wochenende abends alle Geräte auf Hochtouren, von der Kühlung bis zur Spülmaschine. In Bäckereien schnellt der Stromverbrauch in den frühen Morgenstunden beim Aufheizen der Öfen in die Höhe, in Metallbaubetrieben sorgen Schweißgeräte und andere Maschinen für starke Leistungsspitzen. Milchbauern starten mehrfach täglich ihre Melkroboter und alle, die mehrere Elektroautos gleichzeitig laden, haben ebenfalls mit Stromspitzen zu tun – vom Autohaus bis zum mit E-Mobilen ausgestatteten Pflegedienst oder Pizzalieferservice.

Anwendungsbeispiel Gastronomie

Im Festzelt „Tradition“ Abb. 3 auf dem Münchner Oktoberfest drängen sich zu Spitzenzeiten fast 8000 Gäste. Vor allem Kühlanlagen, Spülmaschinen und elektrische Küchengeräte laufen dann auf Hochtouren, aber auch Beleuchtung und Zeltheizung brauchen viel Strom. Die Leistungsspitzen kommen die Festzeltbetreiber teuer zu stehen. Im Herbst 2018 pufferte deshalb ein Tesvolt-Stromspeicher die Leistungsspitzen ab. Der lokale Fachpartner MP Elektrotechnik München wählte den Tesvolt-Speicher TS HV 70 mit einer Kapazität von 67 kWh und einer Leistung von 60 kW. Der Speicher eignet sich für die Außenaufstellung und benötigt zudem wenig Stellfläche – auch das ist auf der Wiesn ein wichtiges Kriterium.

Wirtschaftlichkeitsbetrachtungen

Es gibt verschiedene Wege, über die sich ein Stromspeicher lohnen kann. Die Wichtigsten sind wie in den Beispielen dargestellt die Eigenproduktion von Strom im Zusammenspiel mit einer Solaranlage und das Kappen von teuren Lastspitzen. Daneben kann ein Speicher auch die Notstromversorgung übernehmen und dadurch ein Dieselaggregat ersetzen. Durch das Bereitstellen von Netzdienstleistungen für den Verteilnetzbetreiber oder die Teilnahme am Strommarkt können Zusatzeinnahmen erzielt werden. Ein allein hierauf ausgerichteter Betrieb lohnt sich bei den aktuellen Rahmenbedingungen aber in der Regel nicht.

Eine wesentliche Stellschraube ist die Lebensdauer und Effizienz einer Anlage. Die Tesvolt-Speicher setzen auf moderne Lithium-Technologie mit prismatischen Batteriezellen von Samsung SDI. Auch dank eines intelli-genten Batteriemanagementsystems mit aktivem Zellbalancing Abb. 4 punkten Tesvolt Speicher mit 30 Jahren Lebenserwartung, 8000 Vollzyklen und einem Roundtrip-Wirkungsgrad (Strom ein- und ausspeichern, inklusive Batteriewechselrichter) von 94 %. Temperatur, Spannung und Ladezustand jeder einzelnen Zelle bzw. der Batteriemodule werden überwacht, was die Lebensdauer der Zellen signifikant erhöht.

Je nachdem, ob der Speicher drinnen oder im Freien stehen soll, welchen Temperaturen er ausgesetzt ist, ob das System gegebenenfalls noch mal erweitert werden soll und natürlich je nach Leistung muss jeweils das richtige Modell ausgewählt werden. Während Tesvolt sich für seine Kunden in der Regel um die technische Konfiguration kümmert, sind die Fachpartner vor Ort für die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung zuständig.

Einen zusätzlichen Kick für die Wirtschaftlichkeit bringt oft eine staatliche Förderung. Die bundesweiten Zuschüsse für Batteriespeicher aus dem Programm 275 der Kredit-anstalt für Wiederaufbau (KfW) gibt es allerdings seit Ende 2018 nicht mehr. Zinsgünstige Kredite für Batteriespeicher können jedoch weiterhin über das Programm 270 der KfW beantragt werden. Darüber hinaus haben mehrere Bundesländer jeweils eigene Förderprogramme. Die Schwerpunkte und Systematiken sind dabei sehr unterschiedlich. Zuschüsse für Stromspeicher in Unternehmen gibt es derzeit in Sachsen. Ausschließlich in Kombina-tion mit PV-Anlagen werden Stromspeicher in Baden-Württemberg, Thüringen und Nordrhein-Westfalen gefördert. Die Speicherförderung in Brandenburg und Bayern gilt dagegen nur für Wohneigentum.

Neben den verschiedenen Stellschrauben für die Wirtschaftlichkeit gibt es auch verschiedene Arten, diese zu bewerten. Auch wenn der erste Blick gewohnheitsmäßig meistens auf die Amortisationszeit fällt, liefern zusätzliche Kennzahlen oft noch ein ganz anderes Bild. Es lohnt sich darum, auch die Stromkosten pro Kilowattstunde für den Einkauf aus dem Netz mit denen für selbst produzierten Strom zu vergleichen und eine Renditebetrachtung über die Lebensdauer der Anlage anzustellen. Im Folgenden werden einige Kalkulationen und Tools vorgestellt, die über die Amortisationszeit hinausgehen.

Stromgestehungskosten: Um zu entscheiden, ob es günstiger ist, Strom selbst zu erzeugen oder aus dem Netz zu beziehen, muss man die Gestehungskosten für den Eigenstrom kalkulieren. Die Strompreise für kleine und mittlere Gewerbe liegen in der Regel bei 15 bis 26 Ct/kWh. Das ist mit einer Photovoltaik-Anlage heute leicht zu unterbieten – Strom-gestehungskosten liegen in der Regel deutlich unter 10 Ct/Wh und können bei großen Anlagen auch durchaus unter 6 Ct/kWh sinken. Wesentlich für einen wirtschaftlichen Betrieb ist, dass ein möglichst großer Teil des Stroms selbst genutzt wird. Ins Netz gespeisten Strom kann der Betreiber im Rahmen des Markt-prämienmodells des Erneuerbare-Energien-Gesetzes verkaufen.

Lastspitzenkappung: Hilfe bei der Wirtschaftlichkeitsberechnung zur Lastspitzenkappung bietet der Tesvolt-Lastspitzenkonfigurator unter www.tesvolt.com. Eine Besonderheit ist die optionale Ausfallversicherung: Sollte wegen eines Problems mit dem Speicher eine Lastspitze nicht abgefangen werden können, übernimmt die Tesvolt-Ausfallversicherung den wirtschaftlichen Verlust.

Renditebetrachtung über die Laufzeit: Wer eine Solaranlage mit Speicher als langfristige Geldanlage betrachtet, wird wissen wollen, welche Rendite über die Laufzeit erwirtschaftet wird. Das Ergebnis ist gerade in Niedrigzinszeiten oft überzeugend. Sind die Voraussetzungen günstig (beispielsweise ein hoher Stromeinkaufspreis), kann sogar bei einem Projekt, das eine Dachsanierung einschließt, noch eine attraktive Rendite herauskommen.

Levelised Cost of Storage / Speicherkosten pro kWh: Die „Levelised Cost of Storage“, kurz LCOS, verraten, was das Ein- und Ausspeichern einer Kilowattstunde kostet. Im günstigsten Fall ist dies ab 9 Ct/kWh möglich. Bei der Berechnung hilft der Tesvolt-LCOS-Rechner, der über die Website verfügbar ist.

Wichtig ist bei allen Anwendungen: Nur eine Kalkulation am konkreten Projekt zeigt, ob die Wirtschaftlichkeitsbetrachtung wirklich positiv ausfällt und welcher Speicher der richtige ist. Dabei helfen am besten die lokalen Tesvolt-Fachpartner weiter, die auch über die jeweiligen Förderprogramme am Standort informiert sind.

ist Mitgründer und Technischer Geschäftsführer von Tesvolt, 06886 Lutherstadt Wittenberg, www.tesvolt.com