Elektrochemische Speicher im Kontext landwirtschaftlicher Energiesysteme – Kombination mit Biogasanlagen

Durch den Umbau des Energiesystems hin zu hohen Anteilen an Erneuerbaren Energien steigt die Bedeutung von Energiespeichern. Elektrochemische Stromspeicher, insbesondere Batterien, erleben gerade eine dynamische Entwicklung hinsichtlich Leistung, Verfügbarkeit und Kosten. Ergänzend dazu kann Bioenergie, etwa in Form von Biogasanlagen, bereits heute als chemischer Energieträger und -speicher im Stromsektor flexibel eingesetzt werden. Das Projekt BioBatSys des Fraunhofer-Instituts für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik IEE kombiniert Biogasanlagen mit Batteriespeichern, um neue Vermarktungswege zu eröffnen.

Beide Formen der Energiespeicherung unterscheiden sich in ihren technischen und ökonomischen Eigenschaften und damit in ihren Einsatzfeldern. Batterien können kurzfristig sehr hohe Leistungen zur Verfügung stellen, während Biogasanlagen mit einer höheren mechanischen Trägheit versehen sind, dafür aber über einen im Vergleich zu Batterien längeren Zeitraum Energie speichern und bedarfsgerecht abrufen können.

Systeme mit einer gezielten und aufeinander abgestimmten Kombination aus flexibel betriebener Biogasanlage und einem hochdynamischen Batteriespeicher können nicht nur die bisher adressierten Einsatzfelder bedienen – wie die Einspeisung nach EEG oder die Vermarktung über Direktanbieter – sondern auch den Weg für neue Anwendungsfelder freimachen.

Im Rahmen des Vorhabens wurde zunächst der aktuelle Stand der Technik für Biogasanlagen und Batteriespeicher zusammengefasst. Insbesondere die Analyse der Biogasanlagen und der landwirtschaftlichen Betriebe hat sehr deutlich gemacht wie groß das Spektrum der unterschiedlichen Betriebe ist.

Ein Ziel war es, die Transparenz bei der wirtschaftlichen Beurteilung von Batteriespeichern zu erhöhen. Es wurde aufgezeigt, dass im Rahmen der Investitionskostenbetrachtung stark unterschiedliche Annahmen getroffen werden können, die sich im Anschluss auf die techno-ökonomische Analyse auswirken. In der anschließenden Bewertung von potenziellen Anwendungsfällen wurde gezeigt, dass sich die beiden Technologien durch ihre spezifische Charakteristik gut ergänzen können. Neuere Biogasanlagen bzw. Blockheizkraftwerke sind bereits heute in der Lage schnelle Lastwechsel zu vollziehen, können aber nicht so schnell reagieren wie Batteriespeicher. Im Gegenzug sind Batteriespeicher zwar reaktionsschnell, werden aber nie in der Lage sein, so lange Bereitstellungszeiträume wie Biogasanlagen zu erreichen. Eine gezielte Kombination beider Anlagen zu einem System führt zu einer Verbindung der beiden wesentlichen Eigenschaften. Das Gesamtsystem ist dann durch die Biogasanlage in der Lage, zuverlässig über einen langen Zeitraum Verbrauchsprofile zu bedienen. Der Batteriespeicher sorgt dafür, dass Lastwechsel problemlos bewältigt werden können, wenn Leistung und Kapazität des Batteriespeichers richtig auf die Biogasanlage und das Lastprofil abgestimmt sind.

Durch die Überführung der Untersuchung in einen der realen Betriebe würden die guten Projektergebnisse noch wertvoller werden und könnten im Anschluss als eine Blaupause für die Übertragung auf möglichst viele Standorte dienen.

Quelle: https://projekte.fnr.de/index.php?id=18415&fkz=2220NR036X (jüngster Zugriff: 06.10.2025)