Kalifornien investiert in Batteriespeicher und beendet die Ära der rollierenden Stromabschaltungen

• Kalifornien hat in den vergangenen Jahren groß angelegte Batteriespeicheranlagen aufgebaut und entkommt damit der sommerlichen Stromausfallkrise
• Dieses System speichert mit Solarenergie erzeugten Strom und liefert ihn nach Sonnenuntergang, wodurch die Stabilität des Stromnetzes erhöht wird
• Seit 2020 ist die Batteriespeicherkapazität von 500 MW auf 15.700 MW gestiegen, also um mehr als 3.000 %, und hat sich zu einem Schlüsselelement der Netzzuverlässigkeit entwickelt
• Es bleiben Herausforderungen wie die Grenzen von Lithium-Ionen-Batterien, Brandrisiken und Verzögerungen bei Genehmigungen, doch langfristig zeichnen sie sich als wirtschaftliche Alternative zu Gaskraftwerken ab
• Dieser Wandel gilt als wichtiger Wendepunkt für das Erreichen des Ziels der Klimaneutralität bis 2045 und für den Aufbau der Clean-Energy-Industrie in den USA

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Wandel und Hintergrund des kalifornischen Stromnetzes

• Jahrzehntelang waren in Kalifornien im Sommer rollierende Stromabschaltungen (rolling blackout) und Aufforderungen zum Stromsparen alltäglich
  • Seit 2022 wurde jedoch kein einziges Mal ein Flex Alert (Stromsparwarnung) ausgerufen
• Fachleute bewerten diesen Wandel als Ergebnis der Stärkung des Stromnetzes und ausgeweiteter Investitionen in saubere Energie
  • Insbesondere Battery Energy Storage Systems (BESS) spielen dabei eine Schlüsselrolle

Rasantes Wachstum und Wirkung der Batteriespeicherung

• Die Batteriespeicherkapazität stieg von 500 MW im Jahr 2020 auf heute mehr als 15.700 MW, ein Plus von 3.000 %
  • In den späten Nachmittagsstunden, wenn die Solarstromerzeugung zurückgeht, wird gespeicherter Strom eingespeist, um Nachfragespitzen abzufedern
• Elliot Mainzer, CEO von CAISO (kalifornischer Netzbetreiber), bezeichnete die „seit 2020 rasant gewachsenen Batterieanlagen als Gamechanger für die Zuverlässigkeit der Stromversorgung im Sommer“
• Nachdem eine historische Hitzewelle 2020 zu Stromausfällen geführt hatte, baute die Landesregierung mehr als 26.000 MW an neuen Erzeugungs- und Speicheranlagen zu
  • Seitdem gab es keine rollierenden Stromabschaltungen mehr

Batteriespeicherung und Klimaziele

• Batterien wurden als Schlüsseltechnologie für das Erreichen des kalifornischen Ziels der Klimaneutralität bis 2045 festgelegt
• Mit Solarenergie gekoppelte Speichersysteme senken die Abhängigkeit von fossil befeuerten Kraftwerken drastisch
• Maia Leroy von Lumenergy erklärte, dass durch die Kompensation der sinkenden Sommerleistung von Gaskraftwerken mit Batterien eine stabile Stromversorgung möglich geworden sei

Technische Grenzen und Batterien der nächsten Generation

• Die derzeit überwiegend genutzten Lithium-Ionen-Batterien haben mit 4 bis 6 Stunden Speicherdauer zwar genug Kapazität für die Spitzenlast nach Sonnenuntergang, stoßen aber bei Langzeitspeicherung an Grenzen
• Nikhil Kumar von GridLab erwähnte, dass Langzeitspeichertechnologien wie Iron-Air- und Flow-Batterien aufkommen
  • Sie sind bislang noch teuer und voluminös, nähern sich laut einem aktuellen Bericht jedoch einem Kostenniveau an, das mit dem Bau von Gaskraftwerken vergleichbar ist
• Kumar betonte: „Batterien werden günstiger werden, Gas nicht“

Bundespolitik und Vergleich zwischen den Bundesstaaten

• Die Trump-Regierung verfolgte eine energiepolitische Linie mit Schwerpunkt auf Kohle und Gas und öffnete 13 Millionen Acres Bundesland für den Kohleabbau
  • Das Wachstum der Batteriespeicherung wurde auf der Pressekonferenz jedoch nicht erwähnt
• Gleichzeitig betreibt ERCOT in Texas mehr als 14.000 MW an Batterieanlagen und konkurriert mit Kalifornien um den Spitzenplatz
• Zugleich trieb die Trump-Regierung den Ausbau der inländischen Batterieproduktion voran und kündigte 100-%-Zölle auf in China hergestellte Batterien an

Ausbau der Batterieproduktion in den USA

• Sparkz in Sacramento produziert Lithium-Eisenphosphat-(LFP)-Batterien, die ohne Nickel und Kobalt auskommen
  • Die Lieferkette basiert vollständig auf den USA, wodurch das Unternehmen von Steuergutschriften für heimische saubere Energie profitiert
  • Hauptkunden sind Rechenzentren und Energieversorger
• CEO Sanjiv Malhotra sagte, die Stärkung des kalifornischen Stromnetzes sei den Batteriespeichern zu verdanken, und deshalb gebe es seit 2022 keine Flex Alerts mehr

Infrastrukturverbesserungen und Genehmigungsprobleme

• Das kalifornische Stromnetz basiert auf einer mehr als 100 Jahre alten Infrastruktur und ist auf Gaskraftwerke ausgerichtet
  • Fachleute weisen darauf hin, dass umfangreiche Upgrades und institutionelle Reformen notwendig sind
• Lange Umweltprüfungen führen zu Verzögerungen bei Projektgenehmigungen
  • Zur Verbesserung wurde ein Fast-Track-Genehmigungssystem eingeführt, mit dem das Darden Clean Energy Project in Fresno County beschleunigt genehmigt wurde
  • Das Projekt kann 850.000 Haushalte vier Stunden lang mit Strom versorgen

Sicherheitsprobleme und Brandunfälle

• Beim Brand des Moss Landing Battery Storage Facility in Monterey County im Januar 2025 verbrannten 100.000 Lithium-Ionen-Batterien
  • Das Feuer konnte nicht mit Wasser gelöscht werden, und Schwermetallbelastungen durch Nickel, Kobalt, Mangan und andere Stoffe wurden in einem Radius von mehreren Meilen nachgewiesen
• Leroy von Lumenergy betonte, dass es bei großskaliger Technologie immer Risiken gibt und verschiedene Speichertechnologien parallel benötigt werden
• Auch andere Energiequellen wie Erdöl und Kohle verursachen Luftverschmutzung und Gesundheitsrisiken

Stand der Clean-Energy-Wende

• Kalifornien will bis November 2025 vollständig aus der Kohleverstromung aussteigen
• Im Jahr 2024 wurden 60 % des Stroms im Bundesstaat aus erneuerbaren Energien erzeugt (laut US Energy Information Administration)
• In der ersten Hälfte des Jahres 2025 wurde das Stromnetz im Tagesdurchschnitt sieben Stunden lang mit 100 % sauberer Energie betrieben
  • Kumar von GridLab bewertete dies mit den Worten, dass „ein stabiler Betrieb allein mit sauberer Energie und Gas-Backup möglich ist und Flex Alerts nicht mehr nötig sind“

Gesamtbewertung

• Der Ausbau der Batteriespeicherung in Kalifornien ist ein Beispiel dafür, wie Netzstabilität, Klimaschutz und industrielle Wettbewerbsfähigkeit gleichzeitig gestärkt werden können
• Künftige Aufgaben sind die Kommerzialisierung von Langzeitspeichern, die Gewährleistung der Sicherheit und die Modernisierung der Infrastruktur
• Die bisherigen Ergebnisse werden jedoch bereits als praktisches Modell für die Clean-Energy-Wende innerhalb und außerhalb der USA beachtet

[GN⁺]

Hacker-News-Kommentare

• Im Artikel heißt es, dass es seit 2022 keinen Flex Alert mehr in Kalifornien gegeben habe, aber dieser Satz muss zusammen mit den Wetterdaten betrachtet werden.
  In den damaligen Jahren erlebten wichtige Städte gleichzeitig rekordverdächtige Hitzewellen, und wegen der durch Waldbrände verschlechterten Luftqualität blieben die Fenster oft geschlossen und die Klimaanlagen liefen.
  Die Überschrift des Artikels lautet zwar, dass man die „Ära der Stromausfälle hinter sich gelassen“ habe, erwähnt aber nicht, ob es seitdem tatsächlich ähnliche Situationen gab.
  Interessanterweise war der ursprüngliche URL-Slug viel vorsichtiger formuliert: california-made-it-through-another-summer-without-a-flex-alert

  • Das ist eher noch untertrieben.
    Die Hitzewelle rund um den Labor Day 2022 erfasste nicht nur Kalifornien, sondern den gesamten Westen, und die Stromnachfrage stellte damals einen Allzeitrekord im gesamten westlichen Stromnetz auf (erst 2024 wieder übertroffen).
  • Der Sommer 2022 war wirklich heiß, und die Hitzewelle im September brach den Nachfragerekord.
    Danach verbesserte sich die Lage 2023–2024 dank höherer Wasserkrafterzeugung.
  • In den letzten Jahren war die Waldbrandsaison in einigen Regionen milder, was sich positiv auf das Stromnetz ausgewirkt hat.
  • Ehrlich gesagt fühlt es sich so an, als hätte sich gar nichts geändert.
    Stromausfälle sind weiterhin eine häufige Bedrohung, nur liegt der Grund jetzt in stromleitungsbedingten Abschaltungen zur Waldbrandprävention.
    Ob Lieferengpass oder Missmanagement: Das Ergebnis ist dasselbe — wenn der Strom weg ist, ist man wütend.
  • Ich frage mich, wann ein „URL-Slug“ wichtiger geworden ist als eine Schlagzeile.

• Der Strommix in Frankreich ist immer noch deutlich sauberer als der in Kalifornien.

  • Stromkarte für Frankreich
  • Stromkarte für Kalifornien
    In Frankreich liegt der Preis pro kWh unter 20 Cent, und mit einem dynamischen Tarif sinkt er auf bis zu 12,32 Cent.
    Kernenergie ist großartig.
  • Die Strompreise in Frankreich werden vom Staat festgelegt.
    Deshalb verbuchte EDF 2023 einen Verlust von 18 Milliarden Euro.
    Le-Monde-Artikel
  • Québec schlägt beide — Wasserkraft ist großartig.
    Stromkarte für Québec
    Natürlich gibt es Diskussionen darüber, ob Wasserkraft wirklich „erneuerbar“ ist.
  • Frankreich ist praktisch nicht mehr in der Lage, neue Kernkraftwerke zu bauen.
    EPR3 liegt beim Siebenfachen des Budgets und 12 Jahre hinter dem Zeitplan, und auch das EPR2-Programm ist ein Chaos.
    Wegen der Staatsverschuldung gibt es nicht einmal eine Einigung über die Finanzierung.
    Unter solchen Umständen noch mehr Subventionen in die Atomindustrie zu pumpen, wirkt verrückt.
  • Diese Stromkarten sind wirklich großartiges Material, danke fürs Teilen.
    Das erinnert mich an das William-Gibson-Zitat: „Die Zukunft ist schon da — sie ist nur ungleich verteilt.“
  • Realistisch gesehen ist Solarenergie die Zukunft.
    Diese Paneele, die Energie aus dem Himmel einfangen, lassen sich in Massen produzieren und sind billig genug, um in wenigen Tagen installiert zu werden.

• Ich erinnere mich noch an die rollierenden Stromausfälle aus der Zeit der Enron-Manipulationen am Strommarkt.
  Kürzlich gab es nahe Monterey Bay in Moss Landing einen Batteriebrand.
  Mit Natrium-Ionen-Batterien würde dieses Risiko vermutlich sinken.
  EPA-Bericht

  • Wenn man Energie im Umfang von Hunderten Megawatt auf engem Raum speichert, gibt es immer Risiken.
    Das gilt für Dampfkessel, Reaktoren, Dämme und Batterien gleichermaßen.
  • Ich habe Berichte gesehen, wonach der Brand in Moss Landing eine ältere Anlage betraf.
    Anders als moderne Anlagen waren die Batterien dort dicht in einem Gebäude untergebracht; in Regionen mit starkem Platzmangel ist so eine Konfiguration verbreitet.
  • Die Umweltschäden durch Batteriebrände sind erheblich.
    Man kann sie nicht wirklich löschen und muss sie einfach ausbrennen lassen, und der Rauch zieht dann bis zu den Feldern.
    Auch bei dem großen Batteriebrand im Central Valley ging Lithiumrauch auf Erdbeerfelder nieder.
    Zugehöriges Video

• Ich frage mich, warum sich Lithium-Ionen-Batterien nicht mit Wasser löschen lassen.
  Der tatsächliche Lithiumanteil ist ja gering, daher würde mich interessieren, ob andere chemische Reaktionen dafür verantwortlich sind.

• Ich habe den Beitrag zu Natrium-Ionen-Batterien von vor zwei Tagen gesehen.
  Sie scheinen für großskalige Speicherung geeignet zu sein und wirken wie eine strategische Schlüsseltechnologie Chinas.
  In den USA gibt es davon jedoch fast nichts, nur Pilotprojekte.
  Wenn man über die Zukunft batteriebasierter Speicherung spricht, wirkt es seltsam, das zu ignorieren.

  • Natrium-Ionen könnten die Zukunft sein, aber aktuell ist LFP günstiger.
    Wenn die Wirtschaftlichkeit in den nächsten 3 bis 5 Jahren passt, wird der Umstieg schnell erfolgen.
  • Bei dem Teil über „Chinas Strategie“ würde mich die Quelle interessieren — bezieht sich das speziell auf Netzspeicher?

• Es nervt mich, dass die Medien bei Energiespeichern immer nur die Leistung (MW) nennen und die Kapazität (GWh) weglassen.
  Bei 15,7 GW Speicher frage ich mich, ob das 15,7 GWh bedeutet.

  • Mich interessiert das auch sehr, aber in diesem Kontext ist die Leistung wichtiger.
    Für Netzbetreiber geht es vor allem darum, die Leistungsbilanz unmittelbar auszugleichen.
    Um den Peak der „Duck Curve“ zu überbrücken, reichen 4 bis 6 Stunden Kapazität aus.
    Überschlagen kommt man auf etwa 63 GWh Speicherkapazität.
    Siehe Erklärung auf Physics StackExchange.
  • Nach dem Wortlaut des Artikels wirkt es eher wie das 4- bis 6-Fache, also 60 bis 90 GWh.
  • Mich hat das auch gestört. In Kalifornien gilt 4-Stunden-Speicherung als Standard.
  • Bei LiFePO4 liegt das Verhältnis etwa bei 1:3 bis 1:4, also 3 bis 4 Stunden Betrieb bei Nennleistung.

• Kalifornische Energieversorger führen gerade zeitvariable Stromtarife ein.
  Verbraucher mit Batterien können dadurch Kosten sparen, für Net Metering gilt das bislang aber noch nicht.
  Link zum PG&E-Tarif

• Ich wohne heute in San Francisco und hatte tatsächlich einen Stromausfall, daher ist es ironisch, diesen Artikel gerade jetzt zu lesen.

• Selbst wenn Strom zu 99,999 % zuverlässig geliefert wird, bringt das nichts, wenn er 61 Cent pro kWh kostet.
  PG&E-Preisliste

  • Die Tarife sind absurd teuer.
    Wenn man in einer Bergregion lebt, muss man ohnehin Batterien oder Generatoren selbst nutzen.
    Wenn man wie ich plant, in den Santa Cruz Mountains zu wohnen, ist Off-Grid die richtige Antwort.
  • Fast fünfmal so teuer wie in Nevada.
  • Wie korrupt PG&E ist, wird im Vergleich zu den Tarifen von Silicon Valley Power deutlich.
    Nur ein paar Blocks weiter kostet der Strom weniger als die Hälfte.
    SVP-Preisliste

• Die Formulierung „15.000 MW Batteriespeicherkapazität“ ist verwirrend, weil man sich fragt, ob eigentlich MWh gemeint sind.
  Watt enthalten schließlich keine Zeitkomponente.

  • Auch in CAISO-Dokumenten wird in MW angegeben.
    „Von 500 MW im Jahr 2020 auf 13.000 MW im Jahr 2024 gestiegen.“
    CAISO-Bericht
    Im Stromnetz zählt die sofort verfügbare Leistungskapazität.
  • Ich verstehe nicht, warum Journalisten keine Wh-Einheiten verwenden.
    Die meisten Menschen verstehen Stromrechnung und Verbrauch in Wh-Einheiten.
  • Energieversorger verwenden MW, um Angebot und Nachfrage auszubalancieren.
    Kunden bezahlen ihre Rechnungen in kWh.
    Journalisten verstehen diesen Unterschied oft nicht und machen daher den Fehler, Speicherkapazität in Watt anzugeben.
    Grob kann man mit 4 Stunden multiplizieren, um auf Wh umzurechnen.