Die Energiespeicherung in den USA benötigt nationale Standards und Vorschriften, um bei der Umstellung auf saubere Energie erfolgreich zu sein: GAO

Brancheninsider und andere Experten lobten die Empfehlungen der Agentur weitgehend, stellten jedoch fest, dass in ihrem jüngsten Bericht einige wichtige Hürden für die Einführung der Energiespeicherung außer Acht gelassen wurden.

In einem umfassenden Bericht, der am 30. März veröffentlicht wurde, skizzierte das Government Accountability Office einige der Herausforderungen, vor denen die Energiespeicherung steht, und erläuterte detailliert die Planung, Regulierung und Marktveränderungen, die zur Förderung ihrer breiten Nutzung erforderlich sind.

„Egal, was wir tun, wir werden immer mehr Speicher benötigen“, sagte Steven Low, Frank J. Gilloon-Professor für Informatik, Mathematik und Elektrotechnik am Caltech. „Die Frage sind die Kosten.“

Das GAO entwickelte mehrere politische Optionen und Umsetzungsansätze, um die Herausforderungen der Energiespeicherung zu bewältigen, darunter die Erstellung von Roadmaps, die Schaffung eines gemeinsamen Regelwerks und Standards für die Integration der Energiespeicherung in Stromnetze, Anreize wie Kreditgarantien und Steuergutschriften sowie die Finanzierung von Forschung und Entwicklung.

Experten und Brancheninsider unterstützen grundsätzlich die Empfehlungen der Agentur.

„Einige der Herausforderungen, die sie auflisten, sind absolut berechtigt und ihre politischen Empfehlungen sind ziemlich solide“, sagte Leslie Ponder, Direktorin für fortschrittliche Energiespeicherung bei Black & Veatch, einem in Kansas ansässigen Ingenieur-, Bau- und Beratungsunternehmen.

„Die Studie erkennt offene Fragen im Zusammenhang mit regulatorischen Hürden an, die beim Ausbau der Speicherung und beim Anschluss an das Netz noch bestehen“, sagte Elise Caplan, Vizepräsidentin für Regulierungsangelegenheiten beim American Council on Renewable Energy, in einer Erklärung.

Doch selbst bei der umfassenden Überprüfung des Energiespeicherbedarfs des Landes durch das GAO bleiben einige Schlüsselthemen außer Acht, etwa die Genehmigung, sagen Brancheninsider und andere Experten.

Das in dem Bericht identifizierte Haupthindernis für eine flächendeckende Einführung seien die Kosten, bemerkte Lei Wu, Professorin am Fachbereich Elektrotechnik und Computertechnik am Stevens Institute of Technology, die sich mit dem Betrieb von Stromversorgungssystemen und Energiemärkten befasst.

Aber das verbessert sich.

Laut einer Analyse des Department of Public Service und PA Consulting des Bundesstaates betrug der Preis für die Installation von Energiespeichern für Privatkunden und Privathaushalte in New York im Jahr 2022 durchschnittlich 567 US-Dollar pro kWh. Experten stellten fest, dass die Preise natürlich sinken werden, wenn der Markt für Energiespeicher im Versorgungsmaßstab ausgereift ist. Laut einer Schätzung von BloombergNEF werden die Speicherkosten bis zum Ende des Jahrzehnts um 150 bis 200 US-Dollar pro kWh sinken.

„Speicher ist wie jede andere Art von Technologie, die wir bisher verwendet haben“, sagte Wu. „Wenn es exponentiell wächst, sinken die Investitionskosten weiter, und das fördert die Nutzung.“

Zu den größten Hürden, die das GAO identifiziert, gehört auch, dass es in den USA keine einheitlichen Regeln für die Energiespeicherung gibt. Die Regulierungsbehörden haben Schritte unternommen, um dieses Problem anzugehen. Die Federal Energy Regulatory Commission, die die regionalen Übertragungsorganisationen und unabhängigen Systembetreiber, die die Stromgroßhandelsmärkte überwachen, reguliert, hat 2018 die Verordnung 841 erlassen, die die Beseitigung von Hindernissen für die Energiespeicherung vorschreibt.

Aber „wir haben keine einheitliche Regulierungsbehörde, die das gesamte Stromnetz in den Vereinigten Staaten überwacht“, sagte Brian Bothwell, Direktor für Technik und Technologiebewertung beim GAO.

Ein Flickenteppich aus manchmal widersprüchlichen Regeln zur Energiespeicherung kann für Versorgungsunternehmen ein Labyrinth schaffen, in dem sie sich zurechtfinden müssen, heißt es in dem GAO-Bericht. Kalifornien beispielsweise hat die Energiespeicherung bei Projekten für erneuerbare Energien vorgeschrieben, viele andere Bundesstaaten haben dies jedoch nicht getan, und die Bundesstaaten unterscheiden sich in ihren Energiespeicherzielen.

Landesweite Standards und ein klarer Plan für die Integration der Energiespeicherung in ein Stromnetz würden Versorgungsunternehmen und ihren Geldgebern das Vertrauen geben, in die neue Technologie zu investieren, sagte das GAO.

In einem Land mit drei Energienetzen – im Osten, Westen und Texas – und unterschiedlichen Vorschriften ist es jedoch schwierig, landesweit einheitliche Regeln für die Energiespeicherung zu schaffen. Das texanische Netz unterliegt deutlich weniger strengen Regeln als die beiden anderen, sagte Severin Borenstein, Fakultätsdirektor des Energieinstituts an der Haas School of Business der University of California Berkeley und Vorstandsmitglied des California Independent System Operator.

Ein Netz, das auf erneuerbaren Energien basiert, muss die mit erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne verbundenen Versorgungsunterbrechungen bewältigen, heißt es im GAO-Bericht.

Das Problem bei der Abstimmung von Angebot und Nachfrage liegt darin, wie Strom traditionell an Kunden geliefert wird – von einem Atom-, Kohle- oder Erdgaskraftwerk, das ständig Strom erzeugt, sagte Low.

„Man muss Angebot und Nachfrage an allen Punkten im Netz ausgleichen, und die Art und Weise, wie wir das gemacht haben, ist die Kontrolle der Erzeugung“, sagte Low. „Beim Übergang [zu erneuerbaren Energien] haben wir diese Kontrolle nicht.“

„Erneuerbare Energiequellen stehen oft nicht zur Verfügung, wenn wir Spitzenbedarf haben“, sagte Yury Dvorkin, außerordentlicher Forschungsprofessor in den Fachbereichen Bau- und Systemingenieurwesen sowie Elektroinformatik und Ingenieurwesen an der Johns Hopkins University. Verbraucher schalten ihre Geräte ein, wenn sie von der Arbeit nach Hause kommen, und „das ist ungefähr der Zeitpunkt, an dem die Solarenergie ausgeht.“

Energiespeicherung sei eine Möglichkeit, dieses Problem anzugehen, sagten Low und Dvorkin. Batterien können bei Tageslicht oder Wind überschüssige Energie sammeln.

Regulierungsbehörden und Energieversorger müssen mehrere Details zu Energieangebot und -nachfrage ausarbeiten, bevor sie sich mit Unterbrechungen befassen, sagte Borenstein.

„Wie viel Kontrolle muss der Batterieeigentümer dem [unabhängigen Netzbetreiber] während dieser Spitzenzeiten überlassen?“ sagte Borenstein. „Und muss man die Kontrolle an die ISO abgeben oder gibt es ein Strafsystem, das besagt, dass man ein bestimmtes Gebührenniveau einhalten muss? Solche Richtlinien werden in Betracht gezogen.“

Für das Intermittenzproblem gibt es neben der Energiespeicherung noch andere Lösungen, sagte Borenstein. Beispielsweise könnten im ganzen Land Übertragungsleitungen gebaut werden, damit Sonnenkollektoren im Sonnengürtel den Mittleren Westen an bewölkten Tagen mit Strom versorgen könnten. Der Bau dieser Leitungen ist jedoch enorm teuer und erfordert den Anschluss der Stromnetze des Landes.

Um die Sache noch komplizierter zu machen, schreitet die Energiespeichertechnologie zu schnell voran, als dass die Vorschriften mithalten könnten, heißt es im GAO-Bericht. Kurzsichtige Vorschriften könnten laut GAO neue Technologien einschränken.

Einige Energieversorger erwägen beispielsweise Flow-Batterien zur Energiespeicherung, sagte Bothwell.

„Flow-Batterien funktionieren anders als Lithium-Ionen-Batterien“, sagte Bothwell. Sie halten länger als Lithium-Ionen-Batterien und können über einen längeren Zeitraum Strom liefern (10 Stunden gegenüber vier).

Doch die Gefahren sind unterschiedlich. Lithium-Ionen-Batterien könnten Feuer fangen und in seltenen Fällen explodieren, sagte er. Flow-Batterien enthalten korrosive und giftige Bestandteile und müssen daher unterschiedlich reguliert werden.

Experten sagten auch, dass der weit verbreitete Einsatz von Energiespeichern in den USA auf Hindernisse stoße, die im Bericht der Agentur nicht dargelegt würden.

„Ich denke, eine der größten Herausforderungen für bestimmte Arten von fortschrittlicher Energiespeicherung und sauberer Energie im Allgemeinen ist die Genehmigung, und das wird nicht erwähnt“, sagte Ponder.

Beispielsweise könne das Genehmigungsverfahren für einen Pumpspeicherkraftwerk Jahre dauern, sagte sie. Der langwierige Prozess stellt staatliche und nationale Versprechen in Frage, mehr erneuerbare Energien in die Stromnetze des Landes einzuspeisen. Ein langer Genehmigungsprozess für die Speicherung stellt Bemühungen zur Einbindung weiterer erneuerbarer Energien in Frage, fügte sie hinzu.

Der Genehmigungsprozess „könnte direkt von der Politik beeinflusst werden“, sagte Ponder.

Ein langsamer Genehmigungsprozess für Speicherbatterien zum Anschluss an das Stromnetz sei ein weiteres Hindernis, das im GAO-Bericht nicht dargelegt werde, sagte Caplan.

„Eines der größten Hindernisse für den weiteren Einsatz sind verstopfte Verbindungswarteschlangen, die verhindern, dass eigenständige Speicher oder Hybridprojekte an das Netz angeschlossen werden“, sagte sie.

Landesweit stecken Ende 2022 rund 670 GW an Speicherprojekten in Verbindungswarteschlangen, sagte Caplan unter Berufung auf eine Schätzung des Lawrence Berkeley National Laboratory.

Mittlerweile sind Lösungen für einige im Bericht beschriebene Probleme bereits in Arbeit.

Das Inflation Reduction Act umfasst Zuschüsse, Steuergutschriften und Darlehensgarantien, die laut GAO mehr Unternehmen dazu ermutigen könnten, Energiespeichertechnologie zu entwickeln.

Das Gesetz, das der Kongress letztes Jahr genehmigte, sah Dutzende Milliarden Dollar für Zuschüsse für Projekte im Bereich erneuerbare Energien, einschließlich Energiespeicherung, vor. Das Gesetz sah auch eine eigenständige Steuergutschrift von 30 % für Akkumulatoren mit mehr als 3 kWh Speicherkapazität vor.