Chinas Markt für optische Speicherlösungen im Jahr 2023

Am 13. Februar hielt die Nationale Energieverwaltung in Peking eine reguläre Pressekonferenz ab. Wang Dapeng, stellvertretender Direktor der Abteilung für Neue und Erneuerbare Energien der Nationalen Energieverwaltung, gab bekannt, dass die neu installierte Leistung der Wind- und Photovoltaikanlagen im Land im Jahr 2022 die Marke von 120 Millionen Kilowatt überschreiten und 125 Millionen Kilowatt erreichen wird. Damit wird die 100-Millionen-Kilowatt-Marke zum dritten Mal in Folge geknackt und ein neuer Rekordwert erreicht.

Liu Yafang, stellvertretende Direktorin der Abteilung für Energieeinsparung und wissenschaftlich-technologische Ausrüstung der Nationalen Energieverwaltung, sagte, dass die installierte Kapazität neuer, landesweit in Betrieb befindlicher Energiespeicherprojekte bis Ende 2022 8,7 Millionen Kilowatt erreicht habe, mit einer durchschnittlichen Energiespeicherzeit von etwa 2,1 Stunden, was einem Anstieg von mehr als 110 % gegenüber Ende 2021 entspricht.

In den letzten Jahren hat sich im Zuge der Klimaschutzziele die rasante Entwicklung neuer Energien wie Wind- und Solarenergie beschleunigt. Gleichzeitig stellen die Volatilität und Unvorhersehbarkeit dieser Energien eine Herausforderung für die stabile Stromversorgung dar. Die Verteilung und Speicherung neuer Energien hat sich daher zunehmend etabliert. Sie dienen dazu, die Schwankungen der Stromerzeugungsleistung auszugleichen, den Verbrauch neuer Energien zu optimieren, Abweichungen im Stromerzeugungsplan zu reduzieren, die Sicherheit und Stabilität des Stromnetzbetriebs zu verbessern und Netzengpässe zu verringern.

Am 21. April 2021 veröffentlichten die Nationale Entwicklungs- und Reformkommission und die Nationale Energieverwaltung die Leitlinien zur Beschleunigung der Entwicklung neuer Energiespeicher und baten die Öffentlichkeit um Stellungnahmen. Darin wurde klar festgelegt, dass die installierte Kapazität neuer Energiespeicher bis 2025 mehr als 30 Millionen Kilowatt erreichen soll. Statistiken zufolge hatte China bis Ende 2020 eine kumulierte installierte Kapazität von 3269,2 Megawatt bzw. 3,3 Millionen Kilowatt an elektrochemischen Energiespeichern in Betrieb genommen. Gemäß dem in dem Dokument vorgeschlagenen Installationsziel wird sich die installierte Kapazität elektrochemischer Energiespeicher in China bis 2025 etwa verzehnfachen.

Wie steht es heute angesichts der rasanten Entwicklung von Photovoltaik-Anlagen mit Energiespeichern und der entsprechenden politischen und marktbezogenen Unterstützung um den aktuellen Stand des Energiespeichermarktes? Wie sieht es mit dem Betrieb der bereits in Betrieb genommenen Energiespeicherkraftwerke aus? Können sie ihre vorgesehene Rolle und ihren Nutzen voll ausschöpfen?

Bis zu 30 % weniger Speicherplatz!

Von optional zu obligatorisch – die strengste Anordnung zur Speicherzuweisung wurde erlassen.

Laut den Statistiken des International Energy Network/Photovoltaic Headline (PV-2005) haben bisher insgesamt 25 Länder Richtlinien erlassen, um die spezifischen Anforderungen an die Konfiguration und Speicherung von Photovoltaikanlagen zu präzisieren. Im Allgemeinen fordern die meisten Regionen, dass die Verteilungs- und Speicherkapazität von Photovoltaikanlagen zwischen 5 % und 30 % der installierten Leistung liegt, die Konfigurationszeit in der Regel 2–4 Stunden beträgt und in einigen Regionen 1 Stunde.

Die Stadt Zaozhuang in der Provinz Shandong hat dabei insbesondere den Entwicklungsstand, die Lastcharakteristika, den Photovoltaik-Nutzungsgrad und weitere Faktoren berücksichtigt und die Energiespeicherkapazität entsprechend einer installierten Kapazität von 15 % bis 30 % (angepasst an den Entwicklungsstand) und einer Speicherdauer von 2 bis 4 Stunden konfiguriert oder gemeinsam genutzte Energiespeicher gleicher Kapazität angemietet. Dies stellt die Obergrenze der aktuellen Anforderungen an die Photovoltaik-Verteilung und -Speicherung dar. Darüber hinaus fordern Shaanxi, Gansu, Henan und andere Regionen eine Verteilungs- und Speicherquote von 20 %.

Es ist erwähnenswert, dass Guizhou ein Dokument herausgegeben hat, das klarstellt, dass neue Energieprojekte die Anforderungen an einen Zwei-Stunden-Betrieb erfüllen müssen, indem sie Energiespeicher mit einer Quote von mindestens 10 % der installierten Leistung der neuen Energieanlage errichten oder erwerben (das Verhältnis kann je nach Bedarf dynamisch angepasst werden), um den Bedarf an Spitzenlastabdeckung zu decken. Für neue Energieprojekte ohne Energiespeicher wird ein Netzanschluss vorerst nicht in Betracht gezogen, was als die strengste Vorgabe für die Zuteilung und Speicherung angesehen werden kann.

Energiespeichergeräte:

Es ist schwierig, Gewinne zu erzielen, und die Begeisterung der Unternehmen ist im Allgemeinen nicht hoch.

Laut den Statistiken des International Energy Network/Photovoltaic Headline (PV-2005) wurden im Jahr 2022 landesweit insgesamt 83 Wind- und Solarenergiespeicherprojekte unterzeichnet bzw. geplant, mit einem Projektumfang von 191,553 GW und einem Investitionsvolumen von 663,346 Milliarden Yuan.

Unter den definierten Projektgrößen liegt die Innere Mongolei mit 53,436 GW an erster Stelle, gefolgt von Gansu mit 47,307 GW und Heilongjiang mit 15,83 GW. Die Projektgrößen der Provinzen Guizhou, Shanxi, Xinjiang, Liaoning, Guangdong, Jiangsu, Yunnan, Guangxi, Hubei, Chongqing, Jiangxi, Shandong und Anhui überschreiten allesamt 1 GW.

Während neue Energieverteilungs- und Energiespeicherkraftwerke wie Pilze aus dem Boden geschossen sind, befindet sich die Lage der in Betrieb genommenen Energiespeicherkraftwerke in einem besorgniserregenden Zustand. Zahlreiche unterstützende Energiespeicherprojekte stehen still und entwickeln sich zunehmend zu einer peinlichen Situation.

Laut dem „Forschungsbericht zum Betrieb neuer Energieverteilungs- und -speichersysteme“ der China Electricity Union liegen die Kosten für Energiespeicherprojekte meist zwischen 1500 und 3000 Yuan/kWh. Aufgrund unterschiedlicher Rahmenbedingungen variieren die Kosten zwischen den Projekten erheblich. In der Praxis ist die Rentabilität der meisten Energiespeicherprojekte gering.

Dies ist untrennbar mit den realen Gegebenheiten verbunden. Einerseits sind die Zugangsbedingungen für Energiespeicherkraftwerke zum Stromspot-Handel noch nicht geklärt, und die Handelsregeln müssen verbessert werden. Andererseits verzögert sich die Einführung eines unabhängigen Kapazitätspreismechanismus für Energiespeicherkraftwerke netzseitig, und der Branche fehlt es insgesamt an einer schlüssigen Geschäftslogik, um Kapital in Energiespeicherprojekte zu lenken. Hinzu kommt, dass die Kosten neuer Energiespeicher hoch und deren Effizienz gering sind und es an geeigneten Finanzierungskanälen mangelt. Laut Medienberichten tragen derzeit die Unternehmen, die neue Energien entwickeln, die Kosten für Verteilung und Speicherung neuer Energien, ohne diese an die nachgelagerten Bereiche weiterzugeben. Die gestiegenen Kosten für Lithium-Ionen-Batterien haben den Betriebsdruck auf diese Unternehmen erhöht und ihre Investitionsentscheidungen beeinflusst. Darüber hinaus haben die in den letzten zwei Jahren gestiegenen Siliziumpreise in der vorgelagerten Wertschöpfungskette der Photovoltaikindustrie zu starken Preisschwankungen geführt. Für Unternehmen im Bereich der neuen Energien, die auf erzwungene Verteilung und Speicherung angewiesen sind, haben die doppelten Belastungsfaktoren zweifellos zu einer zusätzlichen Belastung der Stromerzeugungsunternehmen beigetragen, sodass die Begeisterung der Unternehmen für die Verteilung und Speicherung neuer Energien im Allgemeinen gering ist.

Hauptbeschränkungen:

Das Problem der Sicherheit von Energiespeichern ist noch nicht gelöst, und der Betrieb und die Instandhaltung des Kraftwerks sind schwierig.

In den letzten zwei Jahren haben sich neue Energiespeichertechnologien rasant entwickelt und finden immer breitere Anwendung, während gleichzeitig die Sicherheit von Energiespeichern zunehmend an Bedeutung gewinnt. Laut unvollständigen Statistiken ereigneten sich seit 2018 weltweit über 40 Vorfälle von Explosionen und Bränden von Energiespeicherbatterien. Besonders schwerwiegend war die Explosion im Energiespeicherkraftwerk Peking am 16. April 2021, bei der zwei Feuerwehrleute ums Leben kamen, ein weiterer verletzt wurde und ein Mitarbeiter des Kraftwerks seinen Arbeitsplatz verlor. Aktuelle Energiespeicherbatterien weisen Probleme wie unzureichende Sicherheit und Zuverlässigkeit, mangelhafte Vorgaben hinsichtlich relevanter Normen und Spezifikationen, unzureichende Umsetzung von Sicherheitsmaßnahmen sowie unvollkommene Warn- und Notfallmechanismen auf.

Zudem haben einige Betreiber von Energiespeicherprojekten aufgrund des hohen Kostendrucks leistungsschwache und kostengünstige Speicherprodukte gewählt, was das Sicherheitsrisiko erhöht. Das Sicherheitsproblem stellt somit einen Schlüsselfaktor für die gesunde und stabile Entwicklung neuer Energiespeicher dar und muss dringend gelöst werden.

Im Hinblick auf Betrieb und Instandhaltung von Energiespeicherkraftwerken ist die Anzahl der elektrochemischen Zellen laut Bericht der Chinesischen Elektrizitätsunion enorm. Die Anzahl einzelner Zellen in Energiespeicherprojekten erreicht Zehntausende, wenn nicht gar Hunderttausende. Hinzu kommen Abschreibungskosten, Effizienzverluste, Kapazitätsverluste der Batterien und weitere Betriebsfaktoren, die die Lebenszykluskosten des gesamten Kraftwerks erheblich erhöhen und die Instandhaltung extrem aufwendig gestalten. Betrieb und Instandhaltung von Energiespeicherkraftwerken erfordern Kenntnisse in Elektrotechnik, Chemie, Steuerungstechnik und weiteren Disziplinen. Derzeit sind die Maßnahmen sehr umfangreich, und die Fachkompetenz des Betriebs- und Instandhaltungspersonals muss weiter verbessert werden.

Chancen und Herausforderungen gehen stets Hand in Hand. Wie können wir die Rolle neuer Energieverteilungs- und Speichersysteme optimal nutzen und zufriedenstellende Antworten für die Verwirklichung des Ziels der Klimaneutralität finden?

Das vom International Energy Network, Photovoltaic Headlines und Energy Storage Headlines veranstaltete „Symposium zu Energiespeicherung und neuen Energiesystemen“ unter dem Motto „Neue Energie, neue Systeme und neue Ökologie“ findet am 21. Februar in Peking statt. Parallel dazu wird am 22. Februar in Peking das „7. Chinesische Photovoltaik-Industrieforum“ abgehalten.

Das Forum zielt darauf ab, eine wertorientierte Austauschplattform für die Photovoltaikbranche zu schaffen. Eingeladen sind Führungskräfte, Experten und Wissenschaftler der Nationalen Entwicklungs- und Reformkommission, der Energieverwaltung, Branchenexperten, Branchenverbände, Forschungseinrichtungen, Planungsbüros und anderer Institutionen sowie Energieinvestitionsunternehmen wie Huaneng, die National Energy Group, die National Power Investment Corporation, China Energy Conservation, Datang, Three Gorges, die China Nuclear Power Corporation, die China Guangdong Nuclear Power Corporation, State Grid, China Southern Power Grid und Unternehmen der Photovoltaik-Wertschöpfungskette. Fachleute wie Systemintegratoren und EPC-Unternehmen sollen aktuelle Themen wie Photovoltaik-Politik, Technologie, Branchenentwicklung und -trends im Kontext des neuen Energiesystems umfassend diskutieren und sich austauschen, um die integrierte Entwicklung der Branche zu fördern.

Das „Symposium zu Energiespeicherung und neuen Energiesystemen“ bietet Raum für den Austausch über aktuelle Themen wie Energiespeicherpolitik, -technologie und die Integration optischer Speicherlösungen. Unternehmen wie die National Energy Group, Trina Solar, Easter Group, Chint New Energy, Kehua Digital Energy, Baoguang Zhizhong, Aishiwei Storage und Shouhang New Energy konzentrieren sich auf die Herausforderungen beim Aufbau eines neuen Ökosystems im Kontext der „doppelten Kohlenstoffbelastung“. Ziel ist eine für alle Beteiligten vorteilhafte und stabile Entwicklung dieses Ökosystems. Zudem werden neue Ideen und Erkenntnisse präsentiert.