Elektrofahrzeuge schaffen eine Überholspur für Batterie-Energiespeichersysteme

Das emissionsfreie Stromnetz der Zukunft wird viel mehr erneuerbare Energieerzeugung erfordern. Und wenn diese Energie einmal produziert ist, muss sie irgendwo hin – oder verschwendet werden.

Da kommen Batterien ins Spiel.

In Kalifornien, dem Vorreiter bei der Einführung erneuerbarer Energien, macht Batteriestrom inzwischen 6 % der maximalen Stromkapazität des Bundesstaates zu Spitzenzeiten aus Bloomberg. Auch wenn diese Zahl klein erscheinen mag, ist sie doch 60-mal höher als noch vor fünf Jahren – und Batterien übertreffen die Produktion von Wind- oder Kernkraft im Bundesstaat. Diese Dynamik ist bereit, sich an anderer Stelle zu wiederholen. Zum Beispiel hat Texas bereits ungefähr 2,300 Megawatt der heute in seinem Netz installierten Batterien. Und die jüngste Verabschiedung des Inflationsminderungsgesetzes wird voraussichtlich die Hinzufügung eines anregen geschätzt 2,300 große Batterieanlagen bis 2030 ins Netz der USA.

International ist die Geschichte ähnlich. Von Lateinamerika über Europa bis Südostasien und darüber hinaus steigt die Nachfrage nach Batterieprojekten im Versorgungsmaßstab, die heute in der Regel vier bis sechs Stunden Strom bei maximaler Entnahme liefern. Tatsächlich wird erwartet, dass sich der Markt in diesem Jahr und erneut im Jahr 2023 verdoppeln wird.

„Wir stehen kurz vor dem, was mit Batterien passieren wird.“ – Tom Cornell, Senior Vice President für Energiespeicherlösungen, Mitsubishi Power Americas

Diese Phase intensiven Wachstums bei Batterien wurde zum großen Teil durch Elektrofahrzeuge (EVs) ermöglicht. „Da jeder große Automobilhersteller auf der Welt Lithiumbatterien unterstützt, ist das Angebot gestiegen und die Kosten gesunken“, sagt Tom Cornell, Senior Vice President of Energy Storage Solutions bei Mitsubishi Power Americas und Vorsitzender von Oriden, dem Unternehmen für erneuerbare Energien von MitsubishiPower.

90 % des derzeit weltweit produzierten Lithiums fließen in Elektrofahrzeuge. Die anderen 10 % gehen an Speicheranwendungen wie diese Mitsubishi Power hat eingesetzt in Kalifornien, Texas und New York und wird bald in Chile und Irland eingesetzt. Einige Analysten erwarten jedoch, dass dieses Verhältnis bis 2030 erreicht sein wird eher 50/50. „Wir stehen kurz vor dem, was mit Batterien passieren wird“, sagt Cornell.

Das Wachstum einer symbiotischen Beziehung

Die Automobilgiganten Volkswagen, Ford und BMW prognostizieren, dass Elektrofahrzeuge aufholen werden 50% oder mehr ihres weltweiten Umsatzes bis 2030 dürfte der Bedarf an Ladeinfrastruktur schnell wachsen. Ebenso besteht der Bedarf an Speicherlösungen im Netzmaßstab, die die Lebensdauer von EV-Batterien verlängern können. Sobald sie nur noch 80 % ihrer maximalen Ladung erreichen, können sie keine Autos mehr antreiben. Aber sie sind auch anderswo nützlich: Diese gebrauchten EV-Batterien können Strom für weitere 10 Jahre speichern und an das Netz senden, wodurch eine gesunde Versorgung mit kohlenstofffreiem Strom entsteht.

Unterdessen hat der wachsende Markt für Grid-Scale-Batterien Verbesserungen in der Lithium-Eisen-Phosphat-Technologie (LFP) vorangetrieben. Da diese Batterien Verwenden Sie kein Nickel oder Kobalt, Metalle, die teuer und auf umweltfreundliche Weise schwer zu beschaffen sind, wie es Hersteller wie Tesla und Ford haben Interesse ausgedrückt in ihnen.

Auch die Autohersteller sind mit Innovationen noch nicht fertig. Die Festkörperbatterietechnologie steht vor einer Wachstumsphase, die teilweise von finanziert wird Investitionen von Volkswagen, Ford und BMW. Angetrieben von Bedenken hinsichtlich des Zugangs zu Schlüsselmaterialien und -technologien, die in der Vergangenheit überwiegend in China hergestellt wurden, haben Autohersteller und andere Akteure die Batterielieferkette auch in die USA, nach Europa und in andere Regionen ausgeweitet. Diese Bewegungen erhöhen das Angebot weiter und treiben die Preiskurve nach unten.

„Wir müssen unsere Energiequellen dekarbonisieren. Batterien werden zweifellos ein großer Teil dieser Gleichung sein.“

Batterien werden im Netz der Zukunft eine Schlüsselrolle spielen

Da Autohersteller und Batterie-Energiespeichersysteme im Netzmaßstab einen größeren kombinierten Markt aufbauen, werden sich die Wirtschaftlichkeit und Leistung von Batterien wahrscheinlich weiterhin schnell verbessern. Ihre weit verbreitete Einführung könnte laut Cornell die Art und Weise, wie wir Energie liefern, grundlegend verändern.

In Texas können Batterie-Energiespeichersysteme von Mitsubishi Power in weniger als einer Sekunde – genauer gesagt innerhalb von 240 Millisekunden – auf Spannungseinbrüche reagieren. Dieser schnelle Frequenzgang bedeutet, dass die Batterien helfen können, das Netz zu stabilisieren, wenn die Winderzeugung plötzlich abfällt. Auf der anderen Seite des Hauptbuchs bieten Batterien eine Möglichkeit, überschüssige Energie zu nutzen, die von Solar- und Windanlagen erzeugt wird, die derzeit ungenutzt bleibt. Und da Batterien fast überall installiert werden können, unabhängig von einem Kraftwerk und den meisten Infrastrukturen, könnten sie möglicherweise die Art und Weise verändern, wie wir Strom übertragen.

Je mehr Elektrofahrzeuge wir auf die Straße bringen, desto mehr Druck üben wir auf das Stromnetz aus, um sie aufzuladen. „Der Aufbau einer Infrastruktur für schnelles Laden“, sagt Cornell, „wird viel einfacher durch den Einsatz von Batteriebänken an Ladestationen zu bewältigen sein, als durch die Aufrüstung des Stromnetzes, um diesen Bedarf zu bewältigen.“

Unter dem Strich müssen wir unsere Energiequellen dekarbonisieren. „Dazu bewegen wir uns schnell“, sagt Cornell. „Um dieses Tempo des Wandels aufrechtzuerhalten, müssen wir die Art und Weise ändern, wie wir Energie liefern – und Batterien werden zweifellos ein großer Teil dieser Gleichung sein.“

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