Kommentar von Research Analyst Noah Barrett, Janus Henderson Investors
* Aufgrund des starken Anstiegs erneuerbarer Energien stoßen Versorgungsunternehmen bei der Integration erneuerbarer Energien an ihre Grenzen.
* Das Fehlen von Langzeitspeichern kann die Dekarbonisierung verlangsamen, den Ausbau der erneuerbaren Energien einschränken und die Netzstabilität gefährden.
* Welche Möglichkeiten ergeben sich für Investoren?
Das rasante Wachstum erneuerbarer Energiequellen wie Wind- und Solarenergie hat eine kritische Frage aufgeworfen: Wie kann diese intermittierende Energie effektiv gespeichert und verteilt werden? Da die Versorger mit zunehmendem Lastwachstum kämpfen und auf eine vollständige Dekarbonisierung hinarbeiten, müssen sie sich zwingend fragen: Wie viel erneuerbare Energie können sie integrieren, bevor sie an ihre praktischen Grenzen stoßen?
Obergrenze der Integration erneuerbarer Energien
Ausgehend von unseren Gesprächen mit Energieversorgern an verschiedenen Standorten liegt die Obergrenze für den Anteil erneuerbarer Energien an ihrem Energiemix ohne signifikante Speicherlösungen oder größere Verbesserungen bei den Verbindungsleitungen irgendwo zwischen 30 und 40 %. Jenseits dieses Schwellenwerts werden die Intermittenz der Wind- und Solarenergie zum Problem.
Zwar variieren ihre Pläne, doch streben viele Versorger bis Anfang der 2030er Jahre einen Anteil von 70-80 % erneuerbarer Energien an. Während der Anteil der erneuerbaren Energien in einigen Regionen wie Texas und Kalifornien bereits hoch ist, stehen die Staaten des mittleren Atlantiks, des Nordostens und pazifischen Nordwestens vor größeren Hürden bei der Erreichung dieser Ziele – bedingt durch die Wetterbedingungen in diesen Regionen ist die Wind- und Solarstromerzeugung weniger intensiv.
Die schwierige Lösung der Langzeitspeicherung
Seit mehr als einem Jahrzehnt ist die Batteriespeicherung im großen Umfang und mit langer Laufzeit der heilige Gral für die Steigerung des Anteils erneuerbarer Energien. Im Idealfall würde eine solche Lösung Strom für mehr als 24 Stunden und vorzugsweise bis zu einer Woche speichern. Trotz kontinuierlicher Forschung hat sich jedoch noch keine wirtschaftlich tragfähige Option herauskristallisiert, die in einem für die Stromversorgung ganzer Städte oder Regionen erforderlichen Umfang funktioniert.
Die derzeitigen Speicherlösungen funktionieren häufig im Kleinen gut, haben aber Probleme, wenn sie vergrößert werden. Entweder funktioniert die Physik nicht, oder die Kosten sind zu hoch. Zwar sorgen bahnbrechende Technologien wie Feststoffbatterien, Natriumbatterien oder Wasserstofflösungen gelegentlich für Schlagzeilen, doch reichen sie oft nicht aus, um eine Großstadt während längerer Stromausfälle oder Phasen mit geringer Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien mit Strom zu versorgen.
Es besteht zweierlei Bedarf an besseren Speichermöglichkeiten: einerseits zur Vorbereitung auf mehrtägige Engpässe bei den erneuerbaren Energien und andererseits zur Verringerung der Verschwendung. In einigen Regionen, wie z. B. in Kalifornien, wird überschüssige erneuerbare Energie, die zu Spitzenzeiten erzeugt wird, aufgrund mangelnder Speicherkapazität nicht genutzt.
Kurzfristige Lösungen und alternative Technologien
Trotz dieser Herausforderungen investieren die Versorgungsunternehmen massiv in die Energiespeicherung. Der weltweite Markt hat sich im vergangenen Jahr fast verdreifacht und wird 2024 erstmals die 100-Gigawattstunden-Kapazität überschreiten. Große regulierte Energieversorger wie NextEra, Xcel und AES sind führend beim Aufbau von Netzspeichern.
Aktuelle Modelle verwenden meist Lithium-Ionen-Batterien, die nur zwei bis vier Stunden Strom speichern können. Diese Kurzzeitlösungen helfen bei der Bewältigung der täglichen Schwankungen – Stromspeicherung während der Spitzenzeiten der erneuerbaren Erzeugung und Rückspeisung in das Netz, wenn der Strombedarf hoch ist –, aber sie bieten keine Lösung für längerfristige Stromschwankungen oder Ausfallsicherheit.
Mit der Erkenntnis der Energieversorger, dass Lithium-Ionen-Batterien wahrscheinlich nicht die ultimative Lösung für ihren Bedarf an großen Speicherkapazitäten mit langer Laufzeit sind, gewinnen alternative Technologien zunehmend an Aufmerksamkeit. Durchflussbatterien und Natrium-Ionen-Batterien beispielsweise verwenden preiswerte, im Überfluss vorhandene Materialien, die die mit Lithium einhergehenden Probleme der Beschaffung und Verfügbarkeit lösen könnten. Ihr Gewicht und ihre Größe machen sie zwar für Elektrofahrzeuge unpraktisch, aber für die stationäre Speicherung könnten sie gut geeignet sein.
Wasserstoff ist eine weitere häufig diskutierte Option – auch wenn seine Erfolgsaussichten seit geraumer Zeit noch „10 Jahre in der Zukunft“ liegen. Kosten und Effizienz sind die wesentlichen Hindernisse für eine breite Einführung dieser Technologien. Die Erzeugung von grünem Wasserstoff erfordert beispielsweise einen konstanten Hochleistungsbetrieb, um wirtschaftlich rentabel zu sein – eine Herausforderung, wenn man sich auf intermittierende erneuerbare Energiequellen verlässt.
Folgen und mögliche Szenarien
Die fehlende Möglichkeit, Energie langfristig zu speichern, hat weitreichende Folgen:
- Die Energieversorger könnten gezwungen sein, die Stilllegung von Kraftwerken für fossile Brennstoffe zu verzögern und als kurzfristige Lösung stärker auf Erdgas zu setzen und möglicherweise neue gasbefeuerte Anlagen zu bauen. Dies könnte zwar den Fortschritt bei der Erreichung der Dekarbonisierungsziele verlangsamen, würde aber die Zuverlässigkeit des Netzes gewährleisten, da der Strombedarf infolge der wachsenden Zahl von KI-Rechenzentren und des Übergangs zu einer stärker elektrifizierten Wirtschaft im nächsten Jahrzehnt steigen wird.
Sollten regulierte Versorgungsbetriebe dem Erreichen der Netto-Null-Ziele Vorrang vor dem Bau neuer gasbefeuerter Anlagen einräumen, könnte der Strom möglicherweise vom privaten Sektor erzeugt werden. Alternativ könnten die Strompreise steigen, was das Wachstum der Rechenzentren bremsen und die Stromnachfrage wieder auf ein kontrollierbares Niveau bringen könnte.
- Der Ausbau von Wind- und Solarenergieanlagen könnte an Grenzen stoßen, da Netzbetreiber mit dem Ausgleich von intermittierendem Angebot und Nachfrage zu kämpfen haben. Dies könnte das Tempo der Einführung erneuerbarer Energien in einigen Regionen verlangsamen.
Darüber hinaus könnten sich die Installationen in Regionen mit einem Überfluss an erneuerbaren Energien und negativer Strompreisgestaltung verlangsamen. Ohne günstige wirtschaftliche Bedingungen für die Erzeuger könnte der Ausbau erneuerbarer Energien das Problem der Übersättigung in diesen Regionen noch verschärfen.
- Rechenzentren, die ständig Strom benötigen und Big-Tech-Kunden mit ehrgeizigen Nachhaltigkeitszielen haben, könnten alternative Optionen wie kleine Atomreaktoren prüfen, um ihren Energiebedarf zu decken und gleichzeitig ihren Nachhaltigkeitsanforderungen gerecht zu werden.
- Die Netzstabilität wird ohne ausreichende Speicherkapazitäten schwieriger. Dies kann zu einer erhöhten Volatilität auf den Strommärkten und zu Stabilitätsproblemen in Zeiten geringer erneuerbarer Erzeugung führen.
Anreize könnten weitere Innovationen fördern
Die Zukunft der Speicherung erneuerbarer Energien bleibt offen, aber die Anreize für die Entwicklung und Umsetzung großer, langlebiger Speicherlösungen werden wahrscheinlich zunehmen. Da Energieversorger und Technologieunternehmen auf Lösungen drängen und die Anzahl und Dauer von Stromausfällen mit zunehmender Häufigkeit von Wetterextremen potenziell zunimmt, werden Innovationen in diesem Bereich entscheidend sein.
Für Investoren stellt der Energiespeichermarkt eine komplexe Landschaft mit sehr wenigen reinen börsennotierten Aktieninvestments dar. Viele Unternehmen befinden sich noch in einem frühen Entwicklungsstadium und haben mit Profitabilitätsproblemen zu kämpfen – insbesondere kapitalintensive Unternehmen in einem Hochzinsumfeld. Die Branche kann auch volatil und von staatlicher Unterstützung abhängig sein, weshalb sie sich möglicherweise besser für diversifizierte Portfolios eignet.
Wir gehen davon aus, dass größere Energieversorger wie NextEra, AES und Iberdrola, die bei der Entwicklung erneuerbarer Energien führend sind, den langfristigen Erfolg bei der Energiespeicherung vorantreiben werden. Obwohl sie reguliert sind, stehen sie an der Spitze des derzeitigen Ausbaus der Energiespeicherung und investieren in Speichertechnologien der nächsten Generation wie Wasserstoff.
Wir glauben, dass Versorgungsunternehmen das Problem der Speicherung erneuerbarer Energien letztendlich lösen können. Doch trotz ihrer Fortschritte bleibt der heilige Gral der Energiespeicherung vorerst in weiter Ferne.
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