In Teil I haben wir uns mit den Grundlagen der Batteriespeichertechnologie befasst und erfahren, wie sie heute eingesetzt wird. Wir haben erklärt, wie der Ladezyklus von Lithium-Ionen-Batterien die Grundlage für ein rentables Geschäftsmodell bildet und ihre technischen Eigenschaften dazu beitragen, das Netz zu stabilisieren, wenn Angebot und Nachfrage nicht übereinstimmen. Wir müssen jedoch tiefer gehen, um zu verstehen, warum in einigen Jahren kein Weg mehr an Batteriespeichern vorbeiführen wird und warum sie eine Schlüsseltechnologie für die Integration erneuerbarer Energiequellen sind.
In Teil II gehen wir darauf ein, wie durch den Handel mit Flexibilitätspotenzialen auf Intraday-Märkten ein bedeutender Businesscase für Batteriespeichersysteme geschaffen werden kann.
Wie Batterien die Energieerzeugung optimieren können
Die Hauptfunktion eines Batteriespeichersystems besteht darin, überschüssige Energie zu speichern, um sie zu einem späteren Zeitpunkt zu nutzen, wenn die Erzeugung allein den Bedarf nicht decken kann. Es kann jedoch auch dazu verwendet werden, Energie ins Netz zurückzuspeisen, wenn die Preise günstig sind, um so Rentabilität der Energiequelle und des Batteriespeichers zu erhöhen.Zur Optimierung des Ergebnisses müssen die Lade- und Entladevorgänge des Batteriespeichersystems auf der Grundlage einer Reihe von Variablen wie Strompreisen, Energieerzeugung und -verbrauch sowie Batteriezustand modelliert werden. Auf diese Weise kann die Flexibilität des Energiesystems und die Effizienz erhöht werden.
"Das Konzept der Flexibilität eines Stromsystems ist das Ausmaß, in dem ein Stromsystem die Stromerzeugung oder den Stromverbrauch als Reaktion auf erwartete oder andere Schwankungen verändern kann".
- Die Internationale Energieagentur
Das Aufladen der Batterie sorgt für negative Flexibilität, während das Entladen und die Rückspeisung von Strom ins Netz für positive Flexibilität sorgen. In jedem Fall hängt der Flexibilitätsgrad eines Systems davon ab, wie schnell es die Erzeugung oder den Verbrauch als Reaktion auf externe Kräfte wie Nachfragespitzen und -tiefs oder sich ändernde Preise auf den Ausgleichs- oder Spotmärkten anpassen kann.
Integration erneuerbarer Energien
Stromnetze müssen stets ein Gleichgewicht zwischen Angebot und Nachfrage herstellen. In der Vergangenheit erzeugten große, zentrale Kraftwerke elektrische Energie (Wärme- oder Kernkraft), die dann mithilfe von Übertragungs- und Verteilungsnetzen über weite Strecken zu Endverbrauchern transportiert wurde. Mit dem Beginn der Integration dezentraler erneuerbarer Energien wurde der einseitige Stromfluss aus zentralen Kraftwerken unterbrochen.
Die aus erneuerbaren Energiequellen erzeugte Strommenge kann nicht an die Nachfrage oder den Marktpreis angepasst werden, außer durch die verschwenderische Praxis der Drosselung. Aufgrund ihrer Flexibilität können Batteriespeicher dazu beitragen, die intermittierende Natur erneuerbaren Energieerzeugung auszugleichen und so eine zuverlässige Stromversorgung sicherzustellen. Das Energieangebot kann also an die Nachfrage angepasst werden - auch wenn die Sonne nicht scheint oder der Wind nicht weht. Um erneuerbaren Energien zum Durchbruch zu verhelfen, brauchen wir eine weite Verbreitung flexibler Batteriespeicher und die erforderliche Technologie, um sie auf einem Intraday-Markt zu handeln.
Das Netz profitiert von erhöhter Flexibilität
Wenn eine erneuerbare Energiequelle wie ein Solarpark weniger Strom erzeugt, als das Netz benötigt, kann Strom aus dem Speicher entnommen werden. Auf diese Weise schließt das Speichersystem Versorgungslücken, die sonst durch andere, teurere Quellen abgedeckt werden müssten. Durch die Speicherung von Energie für einen späteren Bedarf ist der Batteriespeicher eine entscheidende Maßnahme zum Ausgleich des Verbrauchs eines Energiesystems, das aus erneuerbaren Quellen besteht.
Als eigenständige Anlagen können Batterien zusätzliche Dienstleistungen wie Frequenzreaktionen erbringen oder in Verbindung mit großen Solar- und Windkraftanlagen Energie verschieben. Sie können auch eine virtuelle Trägheit bieten, ein Faktor, der immer wichtiger wird, wenn mehr thermische Kraftwerke vom Netz gehen. Trägheit ist entscheidend für die Frequenzstabilität.
Mit dem weit verbreiteten Einsatz von Batteriespeichern lassen sich Lastspitzen aufgrund der höheren Flexibilität viel leichter bewältigen. Daher können Batteriesysteme auch von Energieversorgern eingesetzt werden. Ausschließlich zu dem Zweck, ein gewisses Maß an Flexibilität zu bieten, um Spitzenlastzeiten abzufedern. Energieversorger und die Großindustrie können sich durch die Digitalisierung ihres Betriebs an die neuen Marktbedingungen anpassen. Der systemweite Zugang zu gespeicherter Energie, die algorithmisch auf einem Intraday-Markt gehandelt werden kann, öffnet die Türen für alle Arten von Optimierung. Durch Senkung der Energiekosten für ausgewählte Zeitfenster können Energieversorger Anreize auf der Nachfrageseite setzen, was zu einem gleichmäßigeren Stromverbrauch führt.
Vermarktung von Flexibilität durch Batteriespeicher
Als Faustregel gilt: ein hoher Anteil an flexibler Leistung heißt billigere Energie von einem Intraday-Handelsmarkt beziehen zu können und die Gesamtenergiekosten minimieren. Heute gibt es verschiedene Arten von Märkten, auf denen die Flexibilität Ihrer Energieanlage vermarktet werden kann:
Regelenergiemärkte sind die bekanntesten und wurden geschaffen, um die Netzstabilität durch Flexibilität zu gewährleisten, sodass ihre Nutzung je nach Zielen sinnvoll sein kann. Die Gestaltung der Regelenergiemärkte ist jedoch äußerst komplex und die Hürden für die Teilnahme relativ hoch. Anlagen müssen präqualifiziert werden, um sicherzustellen, dass sie liefern können. Auf diesem Markt ist der ÜNB nicht nur Ihr einziger Vertragspartner, Sie überlassen ihm auch die endgültige Entscheidung, ob produziert wird oder nicht. Darüber hinaus sind Sie zur Lieferung verpflichtet und müssen sich an komplexe Regeln halten, die sich ständig ändern können.
Der Markt, auf dem Sie am meisten von Ihrer Flexibilität profitieren können, ist der kontinuierliche Intraday-Markt. Indem Sie bis wenige Minuten vor physischer Lieferung des Stroms kaufen und verkaufen, können Preisschwankungen ausgenutzt werden. Im Gegensatz zu Regelenergiemärkten wird auf dem Großhandelsmarkt direkt über eine organisierte Börse gehandelt. Die Regeln sind kulanter und Sie können Ihre Entscheidung jederzeit anpassen, um beispielsweise eine eingegangene Position zurückzuhandeln, wenn sich Bedingungen ändern.
Während die Vorteile des Handels auf den Intraday-Märkten klar sind, unterschätzt man leicht den Aufwand, der erforderlich ist. Insbesondere wenn man sich dafür entscheidet, sein eigenes Handels-Setup zu betreiben. Der manuelle Handel ist heutzutage aufgrund des erhöhten Volumens und der Volatilität, der ständig wachsenden Anzahl von Produkten und der nahezu in Echtzeit erfolgenden Abschlüsse eine große Herausforderung. Um wettbewerbsfähig zu bleiben, muss die gesamte Handelswertschöpfungskette automatisiert und algo-trading eingeführt werden. Wie wir bereits beschrieben haben, wird die Batteriespeicherung immer allgegenwärtiger und bietet die Möglichkeit, von dem enormen Energiehandelspotenzial zu profitieren. Um Gewinne zu erzielen, müssen Sie Ihre eigenen Intraday-Handelsoperationen durchführen, was eine komplexe Einrichtung mit Software, anspruchsvoller Datenanalyse und einem spezialisierten Team erfordert.
Sind Sie an der Vermarktung Ihrer Flexibilitätsanlagen interessiert, wissen aber nicht, wie Sie anfangen sollen? Oder möchten Sie einfach nur die Schwierigkeiten vermeiden, die mit dem Betrieb eines eigenen modernen Intraday-Handelsplatzes verbunden sind? Unser Expertenteam für den KI-gestützten Energiehandel kann das für Sie übernehmen und Sie in kürzester Zeit mit voller Transparenz und ohne Risiko auf den Weg bringen.
Dr. Ilja Pawel arbeitet als Consultant in der Energiespeicherbranche mit Schwerpunkt auf der technischen Beratung für gewerbliche und industrielle Projekte sowie Projekte im Versorgungsbereich. Er hat einen Abschluss in Wirtschaftsingenieurwesen und einen Doktortitel in Elektronik (Leistungshalbleiter), beide von der Technischen Universität Ilmenau, Deutschland. Er lebt in Österreich.
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