Während die politische Entwicklung die sich verschärfende Klimakrise zu ignorieren scheint, gibt es Anzeichen dafür, dass klimafreundliche Technologien in alle Industriemärkte vordringen. Dies ebnet den Weg für einen Ausbau der Batteriespeicher, aber auch für den Markt für thermische Speicher. Hier sind drei wichtige Gründe, warum der Hockey-Stick-Effekt für thermische Speicher näher rückt: die enorme Entwicklung der erneuerbaren Energien, der Batteriespeicher sowie sinkende Preise für flexibel bepreisten Strom.

#1 Das Wachstum der erneuerbaren Energien erfordert Flexibilitätstechnologien

Hier sind die Gründe, warum dies für die thermische Energiespeicherung (TES) wichtig ist:

• Je mehr erneuerbare Energien genutzt werden, desto mehr flexible Lösungen wie Energiespeicher werden benötigt.
• Angesichts eines gesättigten Marktes für grünen Strom sind neue Märkte für Investoren in erneuerbare Projekte erforderlich. Während der Bereich der Wärmeversorgung für Privathaushalte (Wärmepumpen) bereits erschlossen ist, bietet die industrielle Wärmeversorgung das größte Potenzial.
• Systemkosten wie Netzausbau, Engpässe und Redispatch-Kosten werden durch Behind-the-Meter-Speicher (BtM) reduziert.

Erneuerbare Energien haben ihre Position auf dem Energiemarkt gefestigt und ziehen um ein Vielfaches mehr Investitionen an als fossile und nukleare Kraftwerke. Der US-Bundesstaat Texas beispielsweise deckt 34 % seines Strombedarfs aus Solar- und Windenergie (ElectricityPlans), und Reuters kam Anfang dieses Jahres zu folgendem Schluss: Seit 2019 haben texanische Energieversorger laut dem Energiedatenportal Cleanview unter Verwendung von Daten der EIA und der Bundesstaaten die Solarstromkapazität um 800 %, die Windkapazität um 50 % und die Batteriespeicherkapazität um atemberaubende 5.500 % gesteigert.

Der Aufstieg der erneuerbaren Energien in Texas mag manche überraschen. Weltweit haben die USA nur einen Anteil von etwas mehr als einem Fünftel am Markt für erneuerbare Energien. Die Region Asien-Pazifik, angeführt von Indien, China und Australien, verzeichnet den größten Ausbau erneuerbarer Energien. Da China seine eigenen Ziele übertrifft, wächst der Anteil erneuerbarer Energien rapide.

Das außergewöhnliche Wachstum von Wind- und Solarenergie wird sich fortsetzen. Für 2028 prognostiziert MarketLine einen weltweiten Marktwert von 760 Milliarden US-Dollar und einen Anstieg von 46,5 %. Bis 2030 sollen alle großen Industrienationen Europas, darunter auch Frankreich, mehr als 65 % ihres Stroms aus erneuerbaren Energien beziehen (LCP Delta). Und innerhalb des Marktes für erneuerbare Energien sehen wir, dass diese Zahlen noch deutlich steigen könnten: Während es 68 Jahre dauerte, bis eine installierte Leistung von 1 TW erreicht wurde (1954–2022), wurden für das nächste TW nur zwei Jahre benötigt, nämlich von 2022 bis 2024 (pv magazine).

Ein genauerer Blick auf die Arten erneuerbarer Energien

Erneuerbare Energien bedeuten nicht automatisch, dass Flexibilitätslösungen erforderlich sind. Die Stromerzeugung aus Geothermie, Wasserkraft und Biokraftstoffen ist konstant und nicht variabel. Daten zeigen jedoch, dass die günstigsten Formen der Stromerzeugung und damit auch das größte Wachstumspotenzial bei den variablen erneuerbaren Energien, also Wind und Sonne, liegen. Die konstanten Energiequellen verlieren jedoch Marktanteile, was den Markt für Flexibilitätslösungen verbessert.

Mit diesem Anstieg der Zahl erneuerbarer Kraftwerke, insbesondere mit Solar-PV, stellt sich in einem Land mit hohem Zubau eine heikle Frage. Niedrige und negative Strompreise verringern die Marge erneuerbarer Energien und machen Investitionen weniger attraktiv. Wenn die Sonne scheint, lässt sich nicht viel Geld verdienen. Dies schafft einen enormen Bedarf an Energiespeichern, da sich damit neue Möglichkeiten eröffnen, Strom gewinnbringend zu verkaufen.

#2 Entwicklung von Batterie-Energiespeichern

Hier sind die Gründe, warum dies für die thermische Energiespeicherung (TES) wichtig ist:

• Batterien werden für die kurzfristige Stromversorgung benötigt – das Marktwachstum ist ein Beleg für den Bedarf an Energiespeichern.
• Batterien werden in großem Umfang für die Frequenzregulierung und andere netzunterstützende Dienste eingesetzt, was einen Bedarf an Lösungen zur Netzstabilisierung zeigt, den TES teilweise decken kann.
• Batterien im Netzmaßstab verwenden in der Regel Strom als Energieform. Für andere Formen rücken andere Speicherarten in den Fokus, wenn man die Schwächen und den Preis von Batterien berücksichtigt.

Die letzten zwei Jahre haben den Beginn eines massiven Wachstums auf dem Energiespeichermarkt gezeigt, insbesondere bei Batterien, wie hier von BloombergNEF dargestellt. Von 2020 bis 2023 haben sich die Zuwächse jeweils mehr als verdoppelt, und bis 2030 werden neue Rekordzuwächse prognostiziert. Im IEA-Bericht „Batteries and Secure Energy Transitions” lautet die zentrale Botschaft, dass die Kapazität von Batterie-Energiespeichersystemen (BESS) auf das Sechsfache erhöht werden muss. Die hohe Wirtschaftlichkeit führt zu einem regelrechten Boom bei Batterieprojekten.

Ein Beispiel aus Deutschland: Bis Ende 2024 wurden bei den Übertragungsnetzbetreibern 650 Anträge für netzgekoppelte BESS eingereicht. Insgesamt umfassen sie mehr als 225 GW an beantragter Kapazität, mindestens doppelt so viel wie BloombergNEF bis 2030 prognostiziert. Auch wenn realistisch gesehen nicht alles davon bald umgesetzt werden wird, zeigt die Nachfrage, dass das Interesse am BESS-Markt derzeit seinen Höhepunkt erreicht hat.

In seinem Bericht für 2023 prognostiziert McKinsey ein Wachstum des Marktvolumens für BESS von 44 bis 55 Milliarden US-Dollar im Jahr 2023 auf 120 bis 150 Milliarden US-Dollar im Jahr 2030, was in erster Linie auf den Einsatz im Versorgungsbereich zurückzuführen ist (von 72 % der Installationen im Jahr 2023 auf 86 % im Jahr 2030).

Das Geschäftsmodell für Batterien besteht nicht nur darin, günstigen Strom zu speichern und zu einem höheren Preis zu verkaufen, sondern auch darin, zusätzliche Netzdienstleistungen zur Frequenzregulierung und Netzstabilisierung anzubieten – ein großer Mehrwert, für den die Betreiber bereit sind zu zahlen. Zwar ist es schwierig, Marktvolumina für diese Netzdienstleistungen zu ermitteln, doch eine Beratungsfirma rechnet mit einem Wachstum von 8,7 Mrd. USD auf 18,3 Mrd. USD. Weitere Informationen finden Sie hier.

Flexibilität, d. h. aFRR, kann auch durch TES bereitgestellt werden, wobei durch die Kombination von Speicherladung zu Niedrigpreiszeiten mit Netzstabilisierungsdiensten ein Mehrwert entsteht. Der größte Vorteil von TES gegenüber BESS ist jedoch der CAPEX. Der Preis für einen Kraftblock beträgt nur ein Fünftel oder weniger des Preises für Batteriespeicher, wodurch große Energiemengen gespeichert und zeitlich verschoben werden können. Da diese Verschiebung über die typischen vier Stunden hinausgeht, die Batteriespeicher normalerweise abdecken, ergibt sich für Verbraucher eine noch höhere Flexibilität – insbesondere mit Blick auf die Prognosen zur Entwicklung der Day-Ahead-Märkte.

#3 Strompreise

Der Preis ist ein wichtiger Faktor, da TES in der Regel mit den Gaspreisen für Prozesswärme konkurriert und nicht mit gasbefeuerter Stromerzeugung, die aufgrund ihrer Ineffizienz wesentlich teurer ist. Niedrigere Preise machen das Geschäftsmodell immer rentabler. Und bei erneuerbaren Energien sind die Preise in der Regel niedriger, wie hier für den US-amerikanischen und den deutschen Markt dargestellt.

Selbst auf dem US-Markt, wo die Transport- und Verarbeitungskosten für Gas nicht hoch sind, stellen wir fest, dass Solarenergie in Großanlagen und Onshore-Windenergie fossile Brennstoffe übertreffen und die Strompreise senken.

Dieser allgemeine Trend wird durch die Marktentwicklung untermauert. Der Spotmarkt zeigt, dass die Preise für erneuerbare Energien fallen – mitunter sogar bis in den negativen Bereich. In Europa wurde 2024 eine Rekordzahl an Stunden mit negativen Preisen verzeichnet.

Dies stellt eine enorme Chance dar, die Betriebskosten auf null zu senken. Da thermische Energiespeicher diese Preissignale ausnutzen und mit dem Drei- bis Vierfachen des Prozesswärmebedarfs laden können, lassen sich Phasen negativer Preise – z. B. 700 Stunden in Finnland – auf etwa ein Viertel des Jahres ausweiten. Die Nutzung von Off-Peak-Zeiten wird zu einem Geschäftsmodell, das nicht nur Batterien nutzen können. Dies haben wir in unserem Flexibilitäts-Whitepaper grob analysiert.

All diese Punkte zeigen: Unabhängig von vielen politischen Ansichten haben die erneuerbaren Energien den Markt erobert und sind die einzige wichtige Energiequelle, die künftig eine Rolle spielen wird. Mit ihnen wird der Markt die Industrie elektrifizieren. Und wenn Sie unser Vergleichs-Whitepaper lesen, werden Sie erfahren, welche Lösung sich am besten für die Dekarbonisierung der Industrie eignet.