Technischer Austausch zwischen China und Deutschland zum Thema Energiespeicherung am Wuppertal-Institut

Das Team des nationalen Schlüsselprojekts für Forschung und Entwicklung führt einen internationalen Austausch mit dem deutschen Wuppertal-Institut durch

Vor kurzem reiste das Projektteam des Projekts „Bewertung von Wertströmen und CO₂-Emissionen bei großtechnischer Energiespeicherung“ im Rahmen des nationalen Schlüsselprogramms für Forschung und Entwicklung zu einem internationalen Austausch nach Deutschland. Projektleiter Yu Zhenhua und das wichtige Projektmitglied Yue Fen besuchten das Wuppertal Institut für Klima, Umwelt und Energie (WI) und führten intensive Gespräche mit Dr. Stefan Thomas, Leiter des Forschungsbereichs Energie-, Verkehrs- und Klimapolitik, sowie mit Dr. Chun Xia. Beide Seiten tauschten sich unter anderem über Themen wie Flexibilitätsressourcen im Stromnetz, Langzeit-Energiespeichertechnologien und die Bewertung von CO₂-Emissionen in China und Deutschland aus.

Im Rahmen des Treffens stellte das WI zunächst seine jüngsten Forschungsfortschritte im Bereich der Energiepolitik vor. Das WI wurde 1991 mit finanzieller Unterstützung der Landesregierung von Nordrhein-Westfalen gegründet und verfügt über ein Jahresbudget von rund 30 Millionen Euro sowie rund 320 wissenschaftliche Mitarbeiter. Der Schwerpunkt des Instituts liegt auf der Forschung zu Energiewende und Industriepolitik.

Dr. Stefan Thomas wies darauf hin, dass das WI seit Langem eine Zusammenarbeit mit China pflegt und seit 2009 gemeinsam mit Institutionen wie der Tsinghua-Universität im Bereich der Gebäudeenergieeffizienz zusammenarbeitet. Er hob zwei wichtige laufende Kooperationsprojekte zwischen China und Deutschland hervor. Das erste ist ein „Horizont Europa“-Projekt, dessen Schwerpunkt auf der Dekarbonisierung der Stahl- und Chemieindustrie liegt. Das zweite, im Auftrag der deutschen Bundesregierung durchgeführte Projekt wird gemeinsam mit chinesischen Partnern durchgeführt und befasst sich mit den Übergangspfaden im Energiesektor sowie den regulatorischen Rahmenbedingungen für die Energiespeicherung.

In Bezug auf die Flexibilität des Stromnetzes in Deutschland erklärte Dr. Thomas, dass erneuerbare Energien mittlerweile etwa 58 % der Stromerzeugung des Landes ausmachen. Das rasante Wachstum von Wind- und Solarenergie hat den Bedarf an Systemflexibilität erhöht. Derzeit sind in Deutschland Energiespeicher mit einer Kapazität von etwa 18 GWh im Einsatz, was etwa 1 % des täglichen Stromverbrauchs entspricht. Seitdem der Anteil erneuerbarer Energien die 50-Prozent-Marke überschritten hat, nehmen groß angelegte Energiespeicherprojekte rasch zu.

Da die Elektrifizierung in den Bereichen Heizung, Verkehr und Industrie voranschreitet, wird sich der Strombedarf in Deutschland in den nächsten 20 bis 25 Jahren voraussichtlich verdoppeln. Insbesondere steht das Land vor der Herausforderung längerer Winterperioden mit begrenzter Wind- und Solarstromerzeugung, die gemeinhin als „Dunkelflaute“ bezeichnet werden. Um dieses Problem anzugehen, hat Deutschland die Langzeitspeicherung von Energie ganz oben auf seine politische Agenda gesetzt. Die Regierung plant, im Rahmen von Ausschreibungen bis zu 12 GW an gasbefeuerter Reservekapazität zu beschaffen, wobei ein schrittweiser Übergang zu wasserstoffbasierten Lösungen angestrebt wird. Gleichzeitig prüfen die politischen Entscheidungsträger Wege, um den Einsatz von Langzeitspeichertechnologien zu erleichtern.

Untersuchungen des WI-Teams zeigen, dass Phasen mit geringer Wind- und Solarstromerzeugung, die länger als fünf aufeinanderfolgende Tage andauern, zwar relativ selten sind, jedoch eine der größten Herausforderungen für alle Flexibilitätsoptionen innerhalb des Stromnetzes darstellen.

Vertreter der China Energy Storage Alliance (CNESA) stellten die neuesten Entwicklungen auf dem chinesischen Energiespeichermarkt, den Fortschritt bei der Projektumsetzung sowie Methoden zur umfassenden Wertbewertung vor. Zudem präsentierten sie Forschungsergebnisse zur Bewertung von CO₂-Emissionen. Beide Seiten waren sich einig, dass China und Deutschland bei der Entwicklung von Energiespeichern und der Transformation der Stromversorgung vor vielen gemeinsamen Herausforderungen stehen, was erhebliche Chancen für eine künftige Zusammenarbeit eröffnet.

Der Austausch stieß auf große Resonanz seitens der deutschen Partner. Dr. Thomas bekundete die Bereitschaft des WI, in Bereichen wie der technisch-wirtschaftlichen Bewertung von Langzeit-Energiespeichern, der Modellierung der Flexibilität von Stromnetzen und Methoden zur CO₂-Bilanzierung eng mit dem Projektteam zusammenzuarbeiten. Zudem stellte er die Forschungsansätze und Datenressourcen des WI im Zusammenhang mit der Bewertung von Flexibilitätsressourcen und der Analyse der Energiespeicherpolitik vor.

Deutsche Experten gaben konstruktive Empfehlungen zum umfassenden Bewertungsrahmen des Projektteams für den Wert von Energiespeichern ab und bekundeten ihre Bereitschaft, den Zugang zu europäischen Normen für Energiespeicher, Ressourcen zur Politikforschung und einschlägigem Fachwissen zu erleichtern. Diese Bemühungen werden internationale Perspektiven und wertvolle Datenunterstützung für die künftigen Forschungsaktivitäten des Projekts liefern.

Der Austausch förderte das gegenseitige Verständnis unter anderem in den Bereichen Energiespeicherpolitik, Marktmechanismen und Bewertung von CO₂-Emissionen und schuf damit eine solide Grundlage für die weitere Zusammenarbeit zwischen China und Deutschland im Bereich der Energiespeichertechnologien und -standards.