Wirtschaftliche Aspekte beim Einsatz von Speichersystemen

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1 Wirtschaftliche Aspekte beim Einsatz von Speichersystemen Prof. Stefan Roth Institut für Biomasse und Ressourceneffizienz Hochschule für Technik Fachhochschule Nordwestschweiz

2 Benötigen wir für die «Energiewende» zusätzliche Speicherkapazität? Ziel: so wenig Speicher wie möglich (aber so viel wie nötig) denn Speicher sind teuer und ineffizient heutige Energiespeicher: Batterien, Pumpspeicher, Warmwasserspeicher, Benzintanks, Kohlehalden, Erdgasspeicher, Pellet-Lager, Wald, mit der Umstellung von fossilen auf erneuerbare Energien (Energiewende) müssen auch die Speichersysteme angepasst werden annähernd 100% erneuerbare Energieversorgung Zunahme von Photovoltaik und Windenergie im Produktionsportfolio (grosses Potential, geringe Kosten) zunehmend volatile Erzeugung mit steigendem Speicherbedarf «Energiewende» bedingt «Speicherwende» 2

3 Geschäftsopportunitäten mit Speichern Energiespeicher sind nicht nur in Konkurrenz zu anderen Speichern, sondern auch zu - flexibler Energieerzeugung - Demand Side Management Die wichtigsten aufwandseitigen ökonomischen Parameter von Speichern sind: - Investitionskosten - (zeitlicher) Energiepreisverlauf (Energieeinkauf) und Anzahl Speicherzyklen - Zykluswirkungsgrad Die wichtigsten ertragsseitigen Parameter von Speichern sind: - (zeitlicher) Energiepreisverlauf (Energieverkauf) und Anzahl Speicherzyklen - Erlösmöglichkeiten aus Systemdienstleistungsgeschäft - Opportunitätserlöse bei Erhöhung des Eigenverbrauchsanteils (PV) 3

4 8 kwh Beispiel Haushaltkunde Photovoltaik-Strom hat für Haushaltkunden vielerorts Grid-Parity erreicht und wird zukünftig immer günstiger werden 6 kw p «Hebelwirkung» durch den Einsatz von Batteriespeichern? Beispiel Haushaltkunde: Jahreselektrizitätsverbrauch kwh Photovoltaik-Anlage 6 kw p Batteriespeicher 8 kwh Quelle: helmer-net.de 4

5 Beispiel Haushaltkunde Quelle: Swissolar, EES AG 5

6 Beispiel Haushaltkunde: Leistungs- und Energiebilanzen für 3 Varianten ohne PV ohne Speicher Jahresverbrauch HH 4'500 kwh Maximale Leistung Jahr 8.1 kw Autarkiegrad 0% Eigenverbrauch PV 0 kwh Speicherverluste 0 kwh Netzbezug 4'500 kwh Rückspeisung PV 0 kwh PV ohne Speicher 4'500 kwh 8.1 kw 30% 1'350 kwh 0 kwh 3'150 kwh 4'650 kwh PV mit Speicher 4'500 kwh 8.1 kw 70% 3'150 kwh 200 kwh 1'350 kwh 2'650 kwh 6

7 Beispiel Haushaltkunde: Kalkulatorische Eckwerte 2025 Szenario 2025 Photovoltaik Batterie Leistung 6 kwp Nutzbare Kapazität Zykluswirkungsgrad Spezifische Kosten 1'80/kWp Capex (turn key) 10'80 Lebensdauer 30 a Kalkulatorischer Zins 5.0% Annuität 6.5% Opex 1.0% Jahreskosten 811 CHF Jahresenergieertrag PV 6'000 kwh Stromgestehungskosten 13.5 Rp/kWh 8 kwh 90% 30/kWh 2'40 10 a 5.0% 13.0% 1.0% 335 CHF 7

8 Beispiel Haushaltkunde: Zwei Szenarien A und B (2025) Szenario A (analog zur heutigen Situation): Abrechnung nach Standardlastprofil HT/NT-Struktur Szenario B (Smarte Welt): 2. Marktöffnungsschritt ist erfolgt flächendeckender Einsatz von Smart Metern börsenpreisgebundene, variable Arbeitspreise jährlicher Leistungspreis 8

9 Beispiel Haushaltkunde: Jahreselektrizitätskosten Szenario A, 2025 ohne PV ohne Speicher Eigenverbrauch PV Netzbezug 1'078 CHF 24.0 Rp/kWh Rückspeisung PV Leistung Photovoltaik Speicher PV ohne Speicher 688 CHF 21.8 Rp/kWh -372 CHF -8.0 Rp/kWh 811 CHF PV mit Speicher 276 CHF 20.4 Rp/kWh -212 CHF -8.0 Rp/kWh 811 CHF 335 CHF Total 1'078 CHF 1'126 CHF 1'209 CHF 9

10 Beispiel Haushaltkunde: Jahreselektrizitätskosten Szenario B, 2025 ohne PV ohne Speicher Eigenverbrauch PV Netzbezug 293 CHF 6.5 Rp/kWh Rückspeisung PV Leistung 81 Photovoltaik Speicher PV ohne Speicher 216 CHF 6.9 Rp/kWh -149 CHF -3.2 Rp/kWh CHF PV mit Speicher 75 CHF 5.6 Rp/kWh -98 CHF -3.7 Rp/kWh CHF 335 CHF Total 1'103 CHF 1'688 CHF 1'932 CHF 10

11 Beispiel: Szenarien-Vergleich 11

12 Konklusionen Technischer Fortschritt und Kostendegression sind notwendige Voraussetzungen für eine erneuerbare Energiezukunft Diese beiden Kriterien alleine sind jedoch nicht hinreichend für einen wirtschaftlichen Erfolg von Energiespeichern Für Investitionen ist der Einbezug möglicher Entwicklungen der marktseitigen Rahmenbedingungen (beispielsweise Strommarktöffnung, Leistungspreiskomponenten) in die Risikobeurteilung von grosser Bedeutung Mit der zu erwartenden Entwicklung von smarten Technologien und Marktöffnung wird die Wettbewerbsposition von dezentralen Speichern tendenziell schwieriger 12