Batterieanlagen, die in der Lage sind, Strom in der Größenordnung von Megawattstunden oder sogar Gigawattstunden zu speichern, sind unverzichtbar in unserer Welt voll von erneuerbaren Energien. Sie puffern die schwankenden Leistungen von Wind- und Sonnenenergie, stabilisieren die Netzfrequenz, machen den Neubau fossiler Spitzenkraftwerke unnötig und ermöglichen es den Netzbetreibern, die Energieversorgung auf Stunden oder Tage zu verteilen.
In diesem Artikel befassen wir uns mit der Technologie und dem Konzept dieser groß angelegten Batteriespeichersystemen (BESS),[1] ihren Vorteilen und Herausforderungen und stellen fünf führende Projekte vor.
Überblick über netzgekoppelte Batteriesysteme
Die meisten existierenden BESS basieren auf Lithium-Ionen-Batterien, wie Tesla Megapack oder ähnliche modulare Einheiten. Diese sind für eine hohe Leistungsabgabe über einige Stunden optimiert.
Hier die üblichen Kennwerte derartiger Systeme:
- Nennleistung (MW): momentane Spitzenleistung
- Energiekapazität (MWh / GWh): gesamte gespeicherte Energie
- Entladedauer: Dauer der Entladung bei Nennleistung
- Energie-Wirkungsgrad (%): Verhältnis von nutzbarer abgegebener Energie zur eingesetzten Energie
Lithium-Ionen-Batterien eignen sich hervorragend für kurzfristige Netzeinspeisungen: Frequenzregulierung, Spitzenlastmanagement sowie Energiemarkt-Arbitrage. Bei einer Entladedauer von mehr als 4 Stunden werden sie jedoch teuer und weniger effizient.[2]
Aufstrebende Alternativen wie Eisen-Luft-Batterien,[3] insbesondere von Unternehmen wie Form Energy, bieten mehrtägige Entladedauer mit niedrigeren Kosten pro kWh, jedoch mit geringerem Energie-Wirkungsgrad. Zudem sind sie (noch) technologisch unausgereifter.
Vanadium-Redox-Flow-Batterien (VRFBs) bieten eine lange Entladedauer (typischerweise 8-10 Stunden), eine lange Zykluslebensdauer mit minimaler Alterung und eine einfachere Skalierbarkeit. Sie erfordern größere Aufbauten und eine komplexere Infrastruktur.[4]
Vor- und Nachteile von großen Batterieanlagen
Vorteile:
- Reibungslose Integration verschiedener erneuerbarer Energien durch zeitversetzte Stromlieferung
Netzgebundene Batterien können überschüssigen Strom, der in sonnigen oder windigen Zeiten erzeugt wird, speichern und bei sinkender Produktion wieder abgeben und damit eine gleichmäßige Energieersorgung sicherstellen. Dies reduziert wetter- und saisonbedingte Erzeugungsschwankungen von erneuerbaren Energien und hilft, das Netz auszugleichen—ohne auf die Unterstützung fossiler Brennstoffe angewiesen zu sein.
- Sofortige Systemdienstleistungen
BESS können innerhalb von Millisekunden auf Schwankungen der Netzfrequenz reagieren und das Energienetz stabil halten. Des weiteren bieten sie unverzügliche Reservekapazitäten bei unerwarteten Nachfragespitzen und helfen, Teile des Netzes nach einem Stromausfall wieder schnell in Betrieb zu nehmen (Schwarzstartfähigkeit).
- Verringerung der Strompreis-Volatilität durch Arbitrage
Batterien werden aufgeladen, wenn Strompreise niedrig sind (gerade bei hoher Einspeisung von erneuerbaren Energien) und können sich bei Spitzenbedarf entladen, wenn dann die Preise höher sind. Dies gleicht extreme Preisschwankungen aus und kann die Gesamtkosten sowohl für die Energieversorger als auch für die Verbraucher senken.
- Investitionen nach hinten verschieben
Durch die Bereitstellung lokaler Energiespeicher können BESS den Bedarf an teuren Upgrades der Übertragungsinfrastruktur oder den Bau neuer Spitzenlastkraftwerke (z.B. Pumpspeicherkraftwerke oder Gasturbinen) reduzieren. Dadurch werden größere Investitionsausgaben aufgeschoben, während die Zuverlässigkeit des Energienetzes weiterhin bestehen bleibt.
Nachteile:
- Startkapital
Während groß angelegte BESS Projekte in der Vergangenheit viel Startkapital erforderten, sinken die Kosten von Batteriezellen dank Massenproduktion und technologischer Verbesserungen rapide. Bis Mitte 2025 fielen die Preise für Lithium-Ionen-Batteriezellen im weltweiten Durchschnitt auf unter 100 $ / kWh, wobei China bereits 94 $ / kWh erreicht hat.[5] Was Ende 2023 noch 139 $ / kWh kostete,[6] ist jetzt gut ein Drittel preiswerter! Dadurch werden BESS-Anlagen wettbewerbsfähiger und attraktiver als konventionelle Energietechnologien.
- Austausch nach jahrzehntelangem Betrieb
Batterien verlieren allmählich an Ladekapazität und müssen schließlich überholt oder recycelt werden – in der Regel nach 20-25 Jahren. Aber das ist kein Einzelfall: Gasturbinen müssen oft nach 10-15 Jahren grundlegend überholt werden, und Kernkraftwerke haben milliardenschwere Modernisierungszyklen. Im Vergleich dazu sind Batterien relativ einfach und kostengünstig zu ersetzen oder wiederzuverwenden.
- Sicherheitsaspekte
Lithium-Ionen-Systeme bergen wie viele andere Energietechnologien Risiken wie Überhitzung. Technische Verbesserungen, Überwachungssysteme und Brandschutzlösungen sind jedoch bereits Standard. Diese Maßnahmen machen moderne Batterieanlagen viel sicherer als früher.
- Regulatorische Feinabstimmung
Jede neue Technologie steht vor Genehmigungs- und Standardisierungshürden. Das sind weniger Hemmschuhe als vielmehr die typischen Anlaufschwierigkeiten von Innovationen. So wie die Wind- und Solarenergie einst mit sich ändernden Vorschriften einhergingen, folgen BESS denselben Weg. Die Vorschriften müssen angepasst werden. Was heute noch als Herausforderung erscheint, ist morgen schon Routine.
Top 5 BESS-Projekte
- Das Edwards & Sanborn Solar + Energy Storage Projekt ist eine Solar-plus-Speicher-Anlage in Kern County, Kalifornien, die sich sowohl auf privatem Land als auch auf einem von der Edwards Air Force Base gepachteten Grundstück befindet.[7] Es umfasst rund 875 MWdc Solarstrom und 3.287 MWh Batteriespeicher und ist damit eines der größten Systeme seiner Art weltweit. Der Bau begann im Jahr 2020 und das Projekt wurde im Januar 2024 vollständig in Betrieb genommen. Es liefert Strom an Versorgungsunternehmen wie Southern California Edison, PG&E, San Jose und die Clean Power Alliance.
- Form Energy Iron-Air-Langzeitbatterie (Lincoln, Maine, USA): ~85 MW / 8,5 GWh, ausgelegt für ~100 Stunden Entladung. Dieses Pilotprojekt ebnet den Weg für mehrtägige Speicherung als neues Paradigma für die Pufferung erneuerbarer Energien. Es erhielt einen Bundeszuschuss von ~$147 Millionen in 2024.[8]
- Canberra-Batterie – Williamsdale BESS (ACT, Australien): 250 MW / 500 MWh; im Bau, voraussichtlich 2026 in Betrieb; ~AUD 300 Mio. Investition der Regierung und Eku Energy.[9][10] Versorgt ein Drittel von Canberra zwei Stunden lang währen Spitzenlast-Zeiten. Lithium-Ionen-Akkutechnologie.
- China hat die weltweit größte Vanadium-Redox-Flow-Batterie-Anlage (VRFB) in Jimusar County, Xinjiang, fertiggestellt.[11] Die von der China Huaneng Group entwickelte Anlage bietet 200 MW / 1 GWh Speicherleistung und ist Teil eines 1-GW-Solar-plus-Speicher-Projekts. Die mit einer Investition von ca. 3,8 Mrd. CNY (520 Mio. USD) errichtete Anlage kann Strom für bis zu fünf Stunden abgeben und soll jährlich 1,72 TWh sauberen Strom produzieren und über 1,6 Mio. Tonnen CO₂-Emissionen kompensieren.
- Lovech BESS (Nordbulgarien): ~500 MWh Kapazität in 111 Batteriecontainern; eingeweiht im Jahr 2025 zur Gewährleistung von Preis- und Netzstabilität im bulgarischen Energiesystem und ein erster Schritt in Richtung des nationalen Speicherziels von 10.000 MWh.[12]
Langfristige Alternativen: Eisen-Luft und Vanadium Flow Batterien
Über Lithium-Ionen-Batterien hinaus bieten Eisen-Luft-Batterien eine außergewöhnlich lange Entladedauer (100 Stunden und mehr): ideal für die saisonale Speicherung, oder wenn erneuerbare Energien nicht die gewünschte Ausgangsleistung erbringen (bei Wolken, Flaute, etc.). Das Projekt von Form Energy in Maine ist ein Beispiel für diese Vision.[8] Es hat das Potential, die Wirtschaftlichkeit der Energiespeicherung grundlegend zu verändern—sobald es im industriellen Maßstab verfügbar ist.
Vanadium-Redox-Flow-Batterien verwenden flüssige Elektrolyte in externen Tanks und ermöglichen große Kapazitäten bei minimalem Verschleiß. Europa hat vor kurzem seine größte VRFB-Pilotanlage am Fraunhofer ICT in Pfinztal, Deutschland, in Betrieb genommen: eine 2 MW / 20 MWh-Anlage, die als Testumbebung für Forschung & Entwicklung dient.[13]
In Europa ist außerdem der Bau einer gewaltigen 800 MW / 1,6 GWh Redox-Flow-Batterieanlage in Laufenburg (Schweiz) geplant, der größten ihrer Art. Die Baugenehmigung wurde erteilt, die Anlage soll in 2028 in Betrieb gehen.[14]
Große Unternehmen wie Invinity treiben in Großbritannien und Ungarn Projekte mit einem Gesamtvolumen von ~31,5 MWh voran, wobei ein Projekt mit 20,7 MWh bis 2026 in Betrieb gehen soll.[15]
Quintessenz
Batteriespeicherung wird zu einem Eckpfeiler der Solarpunk-Zukunft: Sie glättet Fluktuationen von erneuerbaren Energien, stärkt die Netzstabilität und mildert Preisspitzen. Batteriepreise, die einst beängstigend schienen, sind gesunken—im Jahr 2025 werden sie im globalen Durchschnitt unter 100 USD / kWh liegen, in China sogar bei 94 USD / kWh. Natürlich wird die Regulierung wird angepasst werden, so wie einst bei Solar- und Windenergie. Neue chemische Verfahren wie Eisen-Luft- und Vanadium-Flow sind im Kommen und werden Abhängigkeiten von kritischen, weniger verfügbaren Herstellungsmaterialien verringern.
Während Europa nun Batteriespeicheranlagen von derzeit zehn Gigawattstunden auf Hunderte von Gigawattstunden bis 2029 ausbaut, wird die Technologievielfalt von entscheidender Bedeutung sein. Groß angelegte BESS auf Basis von Lithium-Ionen-, Eisen-Luft- und Vanadium-Flow-Speicher ermöglichen nicht nur ein widerstandsfähiges, dekarbonisiertes Stromnetz. Sie spiegeln auch die Solarpunk-Ideale der Dezentralisierung, des ökologischen Gleichgewichts und krisenfesten Systemen wider.
Quellen:
[1] https://en.wikipedia.org/wiki/Battery_energy_storage_system
[2] https://en.wikipedia.org/wiki/Lithium-ion_battery
[3] https://en.wikipedia.org/wiki/Metal%E2%80%93air_electrochemical_cell
[4] https://en.wikipedia.org/wiki/Vanadium_redox_battery
[5] https://www.marketresearchfuture.com/news/ev-revolution-battery-prices-drop-below-usd-100-kwh-amid-china-s-dominance-of-the-market-in-2025
[6] https://about.bnef.com/insights/clean-energy/lithium-ion-battery-pack-prices-hit-record-low-of-139-kwh/
[7] https://www.renewableenergyworld.com/solar/weve-got-a-new-champ-worlds-largest-solar-storage-facility-fully-operational-in-california/
[8] https://pv-magazine-usa.com/2024/08/16/form-energy-iron-air-battery-in-maine-granted-147-million/
[9] https://www.act.gov.au/builtforcbr/browse-all-projects/climate-action-energy-and-environment/Big-Canberra-Battery-Williamsdale-BESS/
[10] https://www.energy-storage.news/eku-energy-secures-development-approval-for-500mwh-bess-in-the-australian-capital-territory/
[11] https://www.ess-news.com/2025/07/04/china-completes-worlds-largest-vanadium-flow-battery-plant/
[12] https://www.energy-storage.news/largest-bess-in-eu-inaugurated-in-bulgaria/.
[13] https://www.pv-magazine.com/2025/07/01/fraunhofer-activates-europes-biggest-vanadium-flow-battery/
[14] https://www.energy-storage.news/construction-approval-for-1-6gwh-flow-battery-in-switzerland-about-time-we-brought-this-scale-to-europe/
[15] https://renewablesnow.com/news/invinity-advances-32-mwh-of-vanadium-flow-battery-projects-in-europe-1279592/
