Europaweit ist der Ausbau der erneuerbaren Energien in vollem Gange. Je mehr der Anteil von Wind- und Sonnenstrom zunimmt, desto grösser werden die Schwankungen in der erzeugten Energiemenge – weil Wind und Sonne nicht konstant verfügbar sind. Das birgt Probleme. Denn um die Stromversorgung stabil zu halten und Unterbrüche zu vermeiden, müssen solche Schwankungen ausgeglichen werden. Hierzu speisen Stromproduzenten bei einer Unterversorgung zusätzliche Energie ins Netz ein. Bei einem Stromüberschuss wird hingegen Energie aus dem Netz abgezogen. Damit das möglich ist, braucht es Puffer, die schnell Strom aufnehmen oder abgeben können. Das können zum Beispiel grosse Anlagen wie Pumpspeicherkraftwerke sein.

Wie Hausbatterien das Stromnetz stärken

Doch mehr und mehr rücken auch kleine Anlagen in den Fokus. Dazu zählen Einfamilienhäuser, die neben einer Solaranlage auf dem Dach auch eine Batterie im Keller haben. Diese dient vor allem dazu, tagsüber erzeugten Strom zu speichern und in den Abendstunden wieder abzugeben, wenn der Bedarf am grössten ist. Noch sind solche Batteriesysteme teuer. Doch bald könnten sie durch eine zusätzliche Nutzung rentabler werden: indem sie helfen, Netzschwankungen auszugleichen, und damit Geld verdienen.

Testlauf in der Schweiz

Einzeln ist ihre Leistung dafür zwar viel zu klein. «Doch wenn sich viele Anlagen zusammenschliessen, können sie die Grössenordnung eines Kraftwerks erreichen», sagt Esther Mumprecht, Sprecherin der Schweizer Firma Ampard. Diese bietet eine Energie-Management-Software für Haushalte mit Batteriespeicher an. Im Jahr 2016 hat die Firma zusammen mit dem Berner Stromversorger BKW ein Pilotprojekt durchgeführt. Teilnehmende Haushalte konnten vergünstigt eine Batterie kaufen, in der sie ihren Solarstrom speichern und bei Bedarf selbst wieder verbrauchen. Zusätzlich stellten sie diese Batteriespeicher als Puffer zur Verfügung, um Schwankungen im Stromnetz auszugleichen.

In der Schweiz sind solche sogenannten Schwarmspeicher noch selten, denn nur wenige Hausbesitzer mit Solaranlage haben auch eine Batterie im Keller. Im Jahr 2015 wurden nach Angaben des Fachverbands Swisssolar nur 150 neue Batterien installiert. In Deutschland hingegen verfügen bereits etwa 70’000 Haushalte über einen Batteriespeicher. Verschiedene Anbieter bündeln sie zu virtuellen Speichern, darunter auch die Firma Caterva. Und das mit Erfolg*: Die Firma hat gerade einen Vertrag mit Vattenfall abgeschlossen, einem der grössten Stromerzeuger in Europa. Für diesen wird sie die Steuerung und Koordination der privaten Stromspeicher übernehmen und sie zur Netzstabilisierung einsetzen.

* Hinweis der Redaktion, 15.7.2022: Die Nachfolgefirma von Caterva musste den Betrieb 2019 einstellen.

Swissgrid regelt die Netzstabilität

Für die Netzstabilität in der Schweiz ist Swissgrid verantwortlich. Die nationale Netzgesellschaft kauft von verschiedenen Stromanbietern sogenannte Regelleistung. Mit dieser lassen sich allfällige Schwankungen im Stromnetz innerhalb von wenigen Sekunden wieder ausgleichen. Im Fall der Schwarmspeicher funktioniert das so: Die Batterien werden über eine Software automatisch angesteuert und geben je nach Bedarf Strom ins Netz ab oder nehmen welchen daraus auf, bis es sich wieder stabilisiert hat. Dabei dienen die Batterien lediglich als Puffer – sie sind am Schluss genauso voll wie vorher.

Damit ein Anbieter Regelleistung erbringen darf, muss er mindestens ein Megawatt Leistung zur Verfügung stellen können. Um dies mit einem Schwarmspeicher zu erreichen, braucht es je nach Leistung circa 100 Haushalte mit einer Batterie.

Grosse Anlagen rentabler

Der Schwarm hat im Vergleich zu einem einzelnen Grosskraftwerk Vorteile. Zum einen kann er schneller reagieren. Zum anderen erhöhen die vielen einzelnen Elemente die Sicherheit: «Fällt ein Speicher aus, stehen immer noch alle anderen zur Verfügung», sagt Gianni Operto, Präsident von AEE Suisse, der Dachorganisation der Wirtschaft für erneuerbare Energien, und Beirat von Caterva. Die Firma zieht in Betracht, künftig nicht nur Batterien, sondern auch weitere kleine Speicher wie Wärmepumpen, Blockheizkraftwerke und Elektroautos in ihren Verbund einzuschliessen.

Virtuelles Kraftwerk bei EKZ

Einen ähnlichen Ansatz verfolgen auch die Elektrizitätswerke des Kantons Zürich (EKZ), allerdings nicht mit Privathaushalten, sondern mit grösseren Stromerzeugern und Verbrauchern. Ein virtuelles Kraftwerk existiert bereits, zu dem unter anderem Blockheizkraftwerke, Notstromanlagen von Spitälern sowie Industrieanlagen gehören. Sie bieten als Gesamtheit Regelleistung zur Netzstabilisierung an. «Wir fokussieren darauf, grössere Anlagen zu einem Pool zusammenzufassen, weil diese rentabler sind als kleine Speicher», sagt Marina González, Fachspezialistin Smart Grid bei den EKZ. Doch je weniger konventionelle Kraftwerke es künftig durch den Umstieg auf die Erneuerbaren geben werde, desto attraktiver würden auch Schwarmspeicher von Privathaushalten. «Kleine Zusatzgewinne wie etwa durch den Verkauf von Regelleistungen können die Rechnung in den grünen Bereich bringen.»

Preise für Strom und für Batterien ändern sich

Auch wenn Schwarmspeicher heute noch nicht rentieren, werden sie doch künftig an Bedeutung gewinnen, glaubt auch Alexandre Oudalov, Projektleiter Energiesysteme der Zukunft bei ABB Schweiz. Ihr Erfolg hängt einerseits von den künftigen Strompreisen und der Regulierung des Energiemarkts ab. Andererseits sei technisch noch einiges möglich. Batterien würden in den kommenden Jahren günstiger und langlebiger. Heute holt man die Investitionskosten für eine Batterie erst nach zehn Jahren oder mehr wieder heraus – wenn auch das Ende ihrer Lebenszeit erreicht ist. Doch in ein paar Jahren könnten die Preise so weit sinken, dass sich die Anschaffung bereits nach weniger als fünf Jahren auszahlt.