Relevanz dieses Anwendungsfeldes

In der Geographie bezeichnet der Ausdruck „Quartier" ein Stadtviertel oder Gebiet, das sich aufgrund sozioökonomischer Ähnlichkeit der Bewohner von seiner Umgebung abgrenzen lässt.¹ Im vorliegenden Kontext geht es ebenfalls um Teilräume städtischer Siedlungsgebiete. Jedoch sind Quartiere hier weniger durch Merkmale der Bewohner definiert als vielmehr dadurch, dass eine gemeinsame, lokale Energieversorgungslösung („Quartierslösung") realisiert werden kann. In diesem Sinne kann z. B. auch ein Einkaufszentrum als Quartier bezeichnet werden. Gegenüber Insellösungen, die auf vollständige Autarkie zielen, sind Quartierslösungen grundsätzlich in ein Stromverteilnetz (in der Regel eines einzigen Netzbetreibers) eingebunden.

Quartierslösungen bündeln die Bedarfe vieler Akteure, um deren Stromversorgung hinsichtlich Umwelt- und Ressourcenschonung, Wirtschaftlichkeit und Versorgungssicherheit zu optimieren. Hintergrund ist, dass gemeinschaftliche Optimierungsvorhaben aufgrund von Skalen- und Synergieeffekten in der Regel kostengünstiger zu realisieren sind als die Summe individueller Vorhaben. Quartierslösungen haben einen räumlichen und Akteursumfang, der die gemeinschaftliche Optimierung zugleich handhabbar macht. Gegenüber Insellösungen haben sie den Vorteil, dass die Versorgungssicherheit verbessert und die Investitionskosten weiter gesenkt werden können.

Einsatz von Batteriespeichern

Eine Quartierslösung besteht aus einem vielfältigen Mix aus Erzeugern, Verbrauchern und Energiespeichern. Die Aufgabe von Batteriespeichern besteht erstens darin, einen Ausgleich zwischen Erzeugung und Verbrauch innerhalb des Quartiers sowie eine eigenverbrauchsoptimierte Stromversorgung des Quartiers zu gewährleisten. Zweitens können Batteriespeicher Netzfunktionen für das Verteilnetz übernehmen, in welches das Quartier eingebettet ist.

Elemente, die eine Quartierslösung umfassen kann, sind Erzeugungsanlagen (Photovoltaik, Windkraft, Wasserkraft etc.) sowie auf Verbraucherseite u. a. Gebäudeinfrastruktur (Aufzüge, Beleuchtung, Gebäudemanagement etc.), Gastronomiebetriebe (Spitzenlast), Lebensmitteleinzelhandel (Kühlräume), Rechenzentren (USV-Bedarf), Parkraumbewirtschaftung für Elektromobilität (Ladesäulen) sowie die Stromversorgung der Privathaushalte. Die Sektorkopplung von Wärme und Strom ergibt sich vor allem aus wärmegeführten Blockheizkraftwerken in den Wintermonaten, deren Überschussstrom in Batterien zwischengespeichert werden kann.

Performance-Anforderungen

Batteriespeicher in Quartierslösungen müssen, wie generell in Siedlungsgebieten, hohen Sicherheitsanforderungen genügen: Feuer- und Explosionsgefahr sollten möglichst ausgeschlossen sein. Auch Zyklenfestigkeit ist eine zentrale Anforderung: Wenn die verwendeten Batteriespeicher, ebenso wie andere (z. B. Erzeugungs-) Elemente der Quartierslösung, Lebenszeiten von mehreren Jahrzehnten versprechen, zahlt dies auf die Investitionssicherheit ein – wichtig vor allem bei hohen Gesamtinvestitionsvolumina.³

Einige Anwendungen innerhalb von Quartierslösungen sind auf hohe Lade- oder Entladeströme angewiesen (so z. B. PKW-Ladesäulen). Angesichts dessen ist auch die Schnellladefähigkeit der Batterien ein wichtiges Desiderat. Schließlich ist noch die Umweltverträglichkeit zu nennen, da bei Quartierslösungen oft besonderes Augenmerk auf eine nachhaltigkeitsorientierte Energieversorgung gelegt wird. Ressourceneffizienz bei Herstellung und Betrieb sind daher ebenso wichtige Anforderungen, denen die verwendeten Batteriespeicher genügen sollten.