Stationäre Batteriespeicher auf dem Vormarsch

Elektromobilität und Wärmepumpen erhöhen unseren Strombedarf, die Verfügbarkeit von erneuerbaren Energien verlangen wegen schwankender Ertragsmengen und schwer prognostizierbarer Verbrauchsspitzen mehr Flexibilität. Zunehmend dezentral generierte Energie verlangt nach Zwischenspeichern, die direkt an dezentralen Erzeugungsstandorten installiert werden können – privat, gewerblich oder öffentlich.

Vor diesem Hintergrund machen sinkende Einspeisevergütungen und steigende Strompreise auch den Verbrauch selbst erzeugten Stroms aus PV-Anlagen attraktiver. Ab 2026 können Verbraucher in der Schweiz die Netznutzungsgebühren für Strom erstattet erhalten, den sie aus dem Netz bezogen, in ihren eigenen Batteriespeichern zwischengespeichert und später wieder ins Netz eingespeist haben. Die starke Nachfrage nach stationären Speichern wird aber auch durch den Wunsch nach mehr Energieautonomie getrieben.

Frequenz-, Spannungs- und Engpass­management

Batteriespeicher, auch als BESS (Battery Energy Storage Systems) bezeichnet, sind gemäss Swissgrid eine Schlüsseltechnologie der Energiewende. Sie ermöglichen – so einfach das Konzept, so genial die Auswirkung – die zeitliche Entkopplung von Erzeugung und Verbrauch. Batteriespeicher helfen, die Versorgungssicherheit zu erhöhen und können Preisunterschiede am Strommarkt elegant nutzen (Arbitrage-Handel).

Neben der Optimierung des Eigenverbrauchs übernehmen Stromspeicher auch netzdienliche Funktionen: Sie stellen Regelenergie bereit, stabilisieren Stromnetze, indem sie nicht nur Lastspitzen reduzieren («Peak Shaving»), sondern auch Angebot und Nachfrage ausgleichen, Frequenz und Spannung stützen, Netzengpässe und -ausbau mindern sowie den Netzwiederaufbau nach einem «Black-Start» unterstützen.

Weiteres Potenzial bieten innovative Betriebsmodelle wie Schwarmspeicher oder virtuelle Kraftwerke sowie Speicherlösungen für ganze Quartiere und Areale. Daher steht schon jetzt eines fest: Im Energiesystem der Zukunft werden Grossspeicher eine zentrale Rolle übernehmen.

AC- und DC-gekoppelte Systeme

Mittlerweile gibt es eine Vielzahl von Stromspeichern auf dem Markt und deren Preise sind günstiger geworden. Dabei wird zwischen AC- und DC-gekoppelten Systemen unterschieden. Ein Stromspeicher kann also auf der Wechselstromseite (AC) oder Gleichstromseite (DC) einer PV-Anlage angeschlossen werden. Im AC-System wird der Strom mindestens mehrmals umgewandelt: von Modulen (DC) über Wechselrichter ins öffentliche oder Hausnetz (AC) weiter in die Batterie (DC) – worauf dieser beim Entladen für die Nutzung erneut in AC umgewandelt wird. Dies führt zu höheren Verlusten, während im DC-System nur eine Umwandlung nötig ist und somit weniger Energie verloren geht.

AC-gekoppelte Stromspeicher lassen sich bei bestehenden PV-Anlagen meist einfacher nachrüsten, während DC-gekoppelte Systeme bei Neuinstallationen häufig effizienter sind, weil sie geringere Wandlungsverluste aufweisen. Doch in der Praxis gilt es jeweils die Gesamtsituation mit den Faktoren Wechselrichter, Platz, Budget und Systemkompatibilität zu betrachten.

Erhöhte Eigenversorgungsquote

Der Schweizer Batteriespeichermarkt wächst rasant. Laut dem von Swissolar herausgegebenen «Batteriemonitor Schweiz 2026» waren 2025 in der Schweiz bereits rund 1500 MWh Speicherkapazität hinter dem Verteilnetz installiert. Zudem sind mindestens 135 MWh Front-of-the-meter-Speicher in Betrieb, bis 2030 sind 4200 MWh Netzspeicherkapazität geplant. Das starke Wachstum betrifft auch Gewerbe- und Grossspeicher, bei welchen der Fokus zunehmend auf vernetzte, software-optimierte Systeme mit netzdienlichen Funktionen liegt.

Speichersysteme finden in verschiedenen Anwendungsbereichen Einsatz: Während sie im Heimbereich vor allem in Kombination mit Photovoltaik-Anlagen genutzt werden, dienen sie im gewerblichen und industriellen Sektor der Kappung von Lastspitzen der Optimierung von Netzgebühren und der Teilnahme an Regelenergiemärkten.

Gemäss Energie Schweiz sind die Preise für Batterien bereits stark gesunken, wodurch mit einer langfristigen Marktstabilisierung des Heimspeichersegments gerechnet werden kann. Laut Swissolar wurde 2025 ein 15-kWh-Speicher für durchschnittlich 8800 Franken installiert. Hervorzuheben ist dabei die Dominanz chinesischer Battery-Energy-Storage-Systeme, welche die Mehrheit des Angebotes ausmachen.

Die wichtigsten Speichertechnologien

Im Folgenden werden die in der Schweiz relevanten Speichertechnologien verglichen – angefangen mit dem am weitesten verbreiteten Batterietypen.

1. Die Marktführerin

Lithium-Ionen-Batterien (LFP) dominieren den Markt, insbesondere in Form von Lithium-Eisenphosphat (LiFePO4). Eine Befragung von Swissolar-Mitgliedsfirmen hat ergeben, dass in der Schweiz 80 Prozent der Befragten LFP-Akkus installieren. Anwendungsbereiche sind Heimspeicher, Gewerbe, Industrie und Grossprojekte. Die Integration in Smart-Home-Systeme und Notstromlösungen ist Standard.

LFP-Speicher zeichnen sich aus durch relativ hohe Energiedichte, lange Lebensdauer und hohe Wirkungsgrade. Die gut skalierbare Technologie gilt als sicher – sie verfügt über tiefere Überhitzungs- und Brandrisiken als andere Speicher. Kommt es doch zu einem Brand, stellen Rückzündungen nach ersten Löschversuchen eine Gefahr dar, die Entstehung toxischer Gase oder die Kontamination von Wasser durch Elektrolyte. «Aufgrund ihrer flachen Spannungskurve erfordern LFP-Systeme in der Regel ein ausgefeilteres Batterie-Management-System», ergänzt Priscilla Caliandro, Professorin für elektrochemische Energiespeicherung und -umwandlung am Zentrum Energiespeicherung der Berner Fachhochschule.

Wissenswert: Klassische Lithium-Ionen-Zellen mit Kathoden aus Lithium-Cobaltoxid (LCO) oder Nickel-Mangan-Cobalt-Batterien (NMC) und Nickel-Cobalt-Aluminium-Batterien (NCA) werden aufgrund ihrer höheren Energiedichte häufig in grossen Container-Anlagen von Energieversorgungsunternehmen und Netzbetreibern eingesetzt. Bei LFP wird Kobalt durch Lithium-Eisenphosphat ersetzt (die Energiedichte ist zwar geringer und die Ladegeschwindigkeit langsamer als bei NMC- und NCA-Batterien), doch auch die Abhängigkeit von Lithium und der Umweltbelastung bei der Herstellung und dem Recycling verursachen Kritik.

2. Die Rückläufige

Blei-Säure-Batterien, oft mit AGM («Absorbent Glass Mat»: absorbierende Glasfasermatte) oder GEL (Gel-Elektrolyt) abgekürzt, sind eine kostengünstige, aber technisch unterlegene Alternative zu LFP-Batterien. Sie bieten eine relativ kurze Lebensdauer und etwas kleinere Wirkungsgrade. Aufgrund der geringeren Zyklenfestigkeit und des höheren Wartungsaufwands verlieren sie im Heimspeicherbereich an Bedeutung, bleiben aber in Nischenanwendungen (z.B. im Bereich Notstromsysteme oder USV) relevant. Die Technologie ist zwar ausgereift und zeichnet sich aus durch geringe Anschaffungskosten, fällt aber hinsichtlich der Umweltbelastung durch Blei ins Hintertreffen betreffend Nachhaltigkeit.

3a. Die Vielversprechende

Natrium-Ionen-Batterien (NIB), auch als SIB-Batterien (Sodium-Ion Battery – Sodium bedeutet auf Deutsch Natrium) bezeichnet, gelten als Alternative zu Lithium-Ionen-Paketen, da sie umweltfreundlicher und potenziell langlebig sind. Natrium ist weltweit gut verfügbar und deutlich billiger als Lithium, was die potenziellen Herstellungskosten senkt. Darüber hinaus sind NIB-Zellen weniger brandgefährdet, thermisch stabiler und unempfindlicher gegenüber Überhitzung als viele Lithium-Systeme. Ein ebenso wichtiger Vorteil: Sie können in einem breiten Temperaturbereich (teils von minus 30 bis plus 60 Grad) mit relativ geringem Kapazitätsverlust betrieben werden.

Doch ihre Leistung bei niedrigen Temperaturen sollte gemäss Priscilla Caliandro nicht überbewertet werden. «Natrium-Ionen-Batterien entladen sich zwar gut bei niedrigen Temperaturen, doch das Laden bei niedrigen Temperaturen ist nach wie vor sehr eingeschränkt und kann zu einer Verschlechterung der Leistung führen.»

Da sich die Technologie noch in der Pilot- und Frühseriephase befindet, sind auch noch keine Lieferketten etabliert und es fehlt an Langzeiterfahrungen. Institute wie das Paul-Scherrer-Institut arbeiten an Materialien und Konzepten für Natrium-Ionen-Batterien, um diese für künftige stationäre PV-Speicher und allenfalls auch Mobilität nutzbar zu machen. Gleichzeitig fahren bereits mehrere Unternehmen die Produktion solcher Speicher hoch.

Als Schlüsseltechnologien gelten hier Prussian-Blue-Kathoden und Hartkohle-Anoden, welche Natrium-Ionen-Batterien kostengünstig, nachhaltig und leistungsfähig machen. Relevant sind diese in Anwendungen, bei denen Energie- und Kostendichte wichtiger sind als maximale Energiedichte (wie z. B. kostengünstige Elektroautos). 2026 soll die Technologie den Weg in erste Serienprodukte finden.

3b. Die Nicht-Brennbare

Als Unterart der Natrium-Ionen-Batterie gilt die Salzwasser-Batterie, auch bekannt als AHI-Batterie («Aqueous Hybrid Ion», wässriges Hybridion). Diese Speicher nutzen eine wässrige Natriumsulfat-Lösung als Elektrolyt, in der vor allem Natrium-Ionen als Ladungsträger fungieren, und kommen ohne Lithium, Kobalt oder andere kritische Rohstoffe aus. Sie sind nicht brennbar, daher sehr sicher, langlebig und gut recycelbar. Wegen ihrer geringen Energiedichte sind AHI-Speicher jedoch grösser, teurer und verfügen über längere Ladezeiten als Lithium-Ionen-Akkus.

Salzwasser-Batterien eignen sich für stationäre Speicher oder Langzeitanwendungen. Die Empa forscht mit einem Industriepartner an der Weiterentwicklung dieser Batterien und Innovenergy, ein Unternehmen mit Sitz in Meiringen (BE), hat sich auf die Herstellung solcher Speichersysteme spezialisiert. Die Technologie wird bereits in «Off-Grid»-Pilotprojekten eingesetzt, etwa zur Stromversorgung von Alphütten, abgelegenen Gebäuden oder ökologisch ausgerichteten Betrieben. Auch der Einsatz in intelligent vernetzten Energiesystemen mit Photovoltaik, Wärmepumpen und Lastmanagement oder als Ersatz von lärmigen Dieselgeneratoren ist möglich. Noch sind diese Speicher eine Nischenlösung, doch sinkende Kosten bis 2030 könnten ihre Verbreitung steigern. «Doch es muss in Relation gestellt werden, dass Salzwasserbatterien eine sehr geringe Leistungsdichte, sehr niedrige Lade- und Entladeraten sowie andere praktische Einschränkungen aufweisen», präzisiert Priscilla Caliandro.

4. Die Flüssige

Redox-Flow-Batterien, auch als RFB- oder RF-Batterie bezeichnet, speichern Energie in flüssigen Elektrolyten und eignen sich besonders für Grossspeicher oder die Industrie. Sie bieten eine nahezu unbegrenzte Zyklenfestigkeit, sehr lange Lebensdauer und hohe Sicherheit. Der Wirkungsgrad ist relativ hoch, die Skalierbarkeit ist hervorragend und ein umweltfreundliches Recycling ist möglich. Als Nachteile erweisen sich die hohen Anschaffungskosten, der grössere Platzbedarf (aufgrund der geringeren Energiedichte) und die komplexere Installation.

Redox-Flow-Speicher gelten als nicht brennbar, da ihre Elektrolyte in der Regel wässrig sind und somit kein zündfähiges Medium enthalten. Unter normalen Betriebsbedingungen ist daher ein klassischer Batteriebrand – also mit Flammenbildung durch die Batterie selbst – praktisch ausgeschlossen; sicherheitsrelevant sind eher Leckagen, Korrosion oder elektrische Defekte in der Peripherie. Korrosionsgefährdete Elektrolyten müssen als Gefahrstoffe gelagert werden.

Eingesetzt werden RFB-Batterien bisher im Projekt- und Pilotbereich für grössere, skalierbare Speicherprojekte mit Funktionen wie Netzstabilisierung. Als Langzeitspeicher kommt der Einsatz beispielsweise zur Pufferung von Solar- und Windstrom in Frage. In Laufenburg (AG) entsteht für über eine Milliarde Franken ein Technologiezentrum mit der weltweit grössten Redox-Flow-Batterie, das ab 2028 das Stromnetz stabilisieren soll. Gemäss einem SRF-Beitrag bezweifelt eine ETH-Studie jedoch die Zukunftsfähigkeit dieser Technologie.

5. Die Feste

Festkörper-Batterien (FKB), auch als SSB (Solid-State Battery) oder ASSB (All-Solid-State Battery) bezeichnet, versprechen eine höhere Energiedichte und – ohne brennbare Elektrolyte – eine höhere Sicherheit. Aufgrund der hohen Kosten und der technologischen Unreife (komplexe Fertigung, spröde Materialien mit Kontaktproblemen und Temperaturempfindlichkeit) gibt es noch keinen Masseneinsatz. Diese Speicher bieten zudem eine längere Lebensdauer und Schnellladefähigkeit, wodurch sie für künftige Anwendungen im Bereich für E-Mobilität, aber auch stationäre Speicher, erforscht werden. In der Schweiz gibt es Projekte am PSI, der Empa, der ETH Zürich und der Berner Fachhochschule (BFH).

Betreffend Leistung, Sicherheit und Lebensdauer von Festkörper-Batterien gibt es noch zu bewältigende Herausforderungen:

Grenzflächenwiderstand: An der Grenzfläche zwischen festem Elektrolyt und Elektrode entsteht ein hoher Widerstand, der den Ionenfluss behindert und die Batterieleistung reduziert.

Mechanische Rissbildung: Volumenänderungen der Elektroden während Lade-/Entladezyklen führen zu Spannung und Rissen im festen Elektrolyten, was Kurzschlüsse oder Leistungsverlust verursacht.

Neben der Optimierung der Grenzflächen ist auch die Wahl der Elektrolytfamilie (Sulfid, Oxid, Polymer) entscheidend für die Leistung. Die Forschung konzentriert sich aktuell auf Hybridansätze und Beschichtungen, um die Vorteile der verschiedenen Familien zu kombinieren und ihre Schwächen auszugleichen. Erste mit Festkörper-Batterien betriebene Serienfahrzeuge werden 2027 erwartet. Sofern die technischen und wirtschaftlichen Hürden überwunden sind, wird ab 2030 mit einer breiteren Markteinführung gerechnet.

Herausforderungen und Ausblick

Batteriespeicher sind auf dem Vormarsch, doch sie sind keineswegs als Ausrollen «grosser Powerbanks» zu verstehen. Die Umsetzung und Skalierung bringt vielfältige Herausforderungen mit sich – von Infrastruktur und Technik bis zu rechtlichen und ökologischen Vorgaben. Kritisch zu betrachten ist zum Beispiel die Funktion als Netzersatz oder Notstrom-Einheit.

Speicherlösungen müssen nicht nur geprüft und in das Stromnetz integriert werden, auch deren IT-Systeme müssen sicher sein. Ausserdem bedarf es an Brand- und Lärmschutzkonzepten und ohne Bewilligungen und Verträge läuft nichts. Auch Nachhaltigkeitsthemen wie Gewässerpflege verlangen eine enge Zusammenarbeit mit Behörden und Planern. Rohstoffverfügbarkeiten, lange Lieferzeiten und Einsprachen erschweren das Hochfahren der Lösungen zusätzlich. Daher sind nicht nur Überlegungen zu Lieferketten, sondern auch zum Recycling erforderlich.

Die Chancen überwiegen jedoch klar. Moderne Systeme verfügen über standardisierte Schnittstellen, die direkt mit Wechselrichtern kommunizieren und einfach an PV-Anlagen angebunden werden können. Plattformbasierte Softwarelösungen sowie umfangreiche Monitoring- und Steuerungsmöglichkeiten, etwa zur Anzeige des Ladezustands, der aktuellen Energienutzung oder zur Überwachung der Systemfunktionalität machen die Technologie attraktiv. Auch sind viele Container-Lösungen bereits mit integrierten Brandfrüherkennungs- und Löschsystemen ausgestattet und haben mechanische oder thermische Entlastungseinrichtungen.

Nicht zuletzt wird an Hochschulen weltweit intensiv an neuen Technologien geforscht. Nur ein Beispiel sind Eisen-Luft-Batterien als kostengünstige, umweltfreundliche Energiespeicher dank ihrer hohen Energiedichte und reichlich verfügbarem Eisen. Ihr Hauptpotenzial liegt in stationären Langzeitspeichern für erneuerbare Energien, Netzstabilisierung und künftige Elektromobilität. Interessant sind auch Lösungen für die mehrwöchige Speicherung, wofür aktuelle Batterietechnologien nicht taugen. Um Energie über Wochen oder Monate zu speichern, sind zum Beispiel auch Power-to-X-Systeme mit Wasserstoff oder Methan eine Option. Auch an hybriden Konzepten, die Batterien mit Schwungrädern oder Superkondensatoren kombinieren, wird geforscht.