Herr Simolka, Batteriespeicher laufen längst nicht immer, wann sie sollten. Woran liegt das?
Batteriehersteller kämpfen zum einen mit den gleichen Problemen wie die Photovoltaik-Industrie. Auch in Großbatteriespeichern sind Wechselrichter und Transformatoren verbaut. Diese können ausfallen oder eine Minderleistung liefern.
Und die batteriespezifischen Gründe?
Auch Batteriezellen oder das Batteriesystem an sich können für Ausfälle verantwortlich sein. Das liegt etwa daran, dass bestimmte Grenzwerte überschritten werden. Ein häufiges Beispiel sind Temperaturspitzen. Teile des Systems heizen sich nach einigen Stunden so weit auf, dass Ruhephasen eingeplant werden müssen. Es gibt aber auch andere Gründe.
Welche sind das?
Batteriespeicher setzen sich letztlich aus vielen einzelnen Komponenten zusammen. Die Kette ist aber nur so stark wie das schwächste Glied. Wenn eine Komponente an Grenzwerte stößt, wie etwa bestimmte Spannungslevel, dann muss ein Teil des Systems abgeschaltet oder die Leistung reduziert werden. Bei den kleineren Batteriespeichern, die auf Nickel basierten, war das weniger ein Problem. Inzwischen gibt es vermehrt große Batteriespeicher mit mehr als hundert Megawattstunden, die Lithium-Eisenphosphat nutzen. Dadurch hat sich das Problem verstärkt.
Gibt es auch Qualitätsprobleme?
Qualitätsunterschiede bei Batteriezellen nehmen durchaus zu. Wegen der verstärkten Nachfrage bauen die Hersteller neue Produktionsstätten auf, in denen es dann oft noch an Erfahrung fehlt. Qualitätsunterschiede werden uns deshalb noch eine Weile begleiten.
In den US-amerikanischen Märkten zeigt sich, dass die Batteriebetreiber einen Großteil der Umsätze an wenigen Tagen im Jahr machen. ‒ Matthias Simolka, Produktmanager, Twaice
Wie wirken sich diese Ausfälle auf die Wirtschaftlichkeit von Speichern aus?
Wegen drohender Zellüberhitzung müssen Händler Ruhephasen berücksichtigen. Sie müssen dann warten, bis Teile des Systems runtergekühlt sind, und können den Speicher daher nur in eingeschränkter Weise nutzen. In den US-amerikanischen Märkten zeigt sich, dass die Batteriebetreiber einen Großteil der Umsätze an wenigen Tagen im Jahr machen. Wenn das System in diesen Tagen ausfällt, wirkt sich das entsprechend auf die Erträge aus.
Und in Deutschland?
Auch in Deutschland wird es schwieriger werden, mit Batteriespeichern auf einfache Art und Weise viel Geld zu machen. Grund dafür ist, dass die Preise sinken und der Wettbewerb zunimmt. Das erhöht den Druck, sein System möglichst bei maximaler Leistung zu betreiben. Schon kleine Prozentsätze bei der Leistungsfähigkeit können einen großen Unterschied machen.
Wie lassen sich Ausfälle denn verhindern?
Da gibt es unterschiedliche Ansätze. Zum einen ist es bei der Inbetriebnahme wichtig, dass das Kühlsystem der Batterie richtig eingestellt wird. Das System sollte bei der Kommissionierung auch mal bei voller Leistung gefahren werden. Damit können Sie testen, inwiefern Sie die Temperatur auf einem akzeptablen Niveau halten können. Zum anderen sollten die Daten, die das System erzeugt, mithilfe von Batterieanalytik-Software richtig genutzt werden.
Batteriemanagementsysteme (BMS) sind heute ja meist standardmäßig in Speichern verbaut.
Das BMS stellt einen sicheren Betrieb sicher, hat aber keine vorausschauenden Fähigkeiten. Dafür braucht es zusätzliche Werkzeuge. Etwa, um das System bei drohender Überhitzung rechtzeitig herunterzufahren oder die Leistung zu reduzieren. Dazu ist das BMS nicht ausgelegt. Um solche Anomalien frühzeitig zu erkennen, braucht es intelligente Software, die Batterien bis auf Zelllevel analysiert.
In den vergangenen Jahren gab es auch immer wieder Berichte über Brände bei Batterien. Wie hat sich die Sicherheit gebessert?
Das Thema wird uns noch länger beschäftigen. Es fällt einfach auf, wenn etwas passiert. Die absolute Anzahl der Brände ist jedoch deutlich zurückgegangen; gleichzeitig hat die Anzahl der installierten Batteriespeicher zugenommen. Wenn wir uns das aber faktenbasiert anschauen, hat die Industrie große Fortschritte gemacht.
Welche Fortschritte sind das?
Der Fokus hat sich innerhalb der Industrie geändert. Früher lag das Augenmerk darauf, dass es auf gar keinen Fall zu einem Zellbrand kommen darf. Das ist jedoch in der Praxis nicht realistisch. Daher geht es jetzt verstärkt darum, mehrere Sicherheitsschichten einzubauen, um das Gesamtsystem zu schützen. Zum Beispiel durch thermische Trennwände. Aber auch hier braucht es neben dem Batteriemanagementsystem zusätzliche, datenbasierte Werkzeuge. Diese können Vorfälle frühzeitig erkennen und den Speicherbetreibern sowie Sicherheitskräften vor Ort die nötigen Informationen liefern.
"Natrium-Ionen-Batterien müssen erstmal günstiger werden als jene auf Lithium-Ionen-Basis."
Lithium-Ionen-Akkus sind die vorherrschende Technologie. Erwarten Sie in den kommenden Jahren wettbewerbsfähige Alternativen?
Am nächsten kommt dem die Natrium-Ionen-Zelle. Hier sind die technischen Fähigkeiten vergleichbar und die Marktreife ist vergleichsweise weit vorangeschritten. Die ersten stationären Großspeicher sind bereits in China in Betrieb. Natrium-Ionen-Batterien müssen aber erstmal günstiger werden als jene auf Lithium-Ionen-Basis. Bei gleicher Leistungsfähigkeit verspricht man sich bei dieser Technologie auch eine höhere Sicherheit.
Was macht Natrium-Ionen-Zellen sicherer?
Das hängt von den in der Batterie eingesetzten Flüssigkeiten ab, den Elektrolyten. Bei Natrium-Ionen-Zellen besteht die Möglichkeit, wasserbasierte Elektrolyte zu verwenden, die weniger toxisch sind als diejenigen in Lithium-Ionen-Zellen. Bei Letzteren kann es zudem zur metallischen Bildung von Lithium kommen, was zu Kurzschlüssen führen kann. Nach jetzigem Wissensstand ist das bei Natrium-Ionen-Zellen nicht der Fall.
Das Interview führte Julian Korb.
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