Smart Balancing - Kann Transparenz Kosten reduzieren und neue Geschäftsmodelle ermöglichen?

von Janina Grimm, 
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Nachbericht des fünften digitalen Kaffee-Talks von NEW 4.0

Unser letzter digitale Kaffee-Talk befasste sich mit dem Thema "Smart Balancing". Was Smart Balancing ist, wie es die deutsche Strom(markt)architektur verändern und welche Vor- und Nachteile daraus resultieren könnten, erklärte uns Felix Röben, wissenschaftlicher Mitarbeiter bei der HAW und Doktorand zum Thema Smart Balancing.

Am 24.11. fand der fünfte digitale Kaffee-Talk von NEW 4.0 statt. Im Fokus stand diesmal folgende Frage: Wie kann ein kosteneffizienter und sicherer Netzbetrieb in Deutschland zukünftig garantieren werden?

Sich diese Frage zu stellen, ist mit Blick auf die im Jahr 2017 erlassene EU-Verordnung „zur Festlegung einer Leitlinie über den Systemausgleich im Elektrizitätsversorgungssystem“ wichtig. Denn mit diesem Rechtsakt ordnet die Europäische Kommission allen Mitgliedstaaten an, europaweit für eine kosteneffiziente und einheitliche Funktionsweise der Day-Ahead-, Intraday- und Regelreservemärkte zu sorgen. Nicht nur die Mitgliedstaaten, sondern auch die Regulierungsbehörden und Netzbetreiber sind laut Verordnung dazu verpflichtet „den Grundsatz der Optimierung zwischen höchster Gesamteffizienz und geringsten Gesamtkosten für alle (Markt-) beteiligten anzuwenden“. Damit legt die Europäische Union den Grundstein für die Schaffung eines gut funktionierenden und sicheren Elektrizitätsbinnenmarkts.

Zur Umsetzung dieser Verordnung muss Deutschland aktiv werden, um mehr Transparenz auf dem heimischen Strommarkt zu schaffen, gleichzeitig Kosten zu reduzieren und neue Geschäftsmodelle für die Integration erneuerbarer Energien zu entwickeln. Eine Alternative zum bestehenden System untersuchten wissenschaftliche Mitarbeiter der HAW im Rahmen von NEW 4.0 mittels eines konkreten Anwendungsfalls. Grundlage der Untersuchungen bildet das niederländische Modell des passive balancing – bei NEW 4.0 bezeichnet als Smart Balancing. Gemäß der Forschungsgruppe bei NEW 4.0 eignet sich Smart Balancing gut, um der EU-Verordnung Rechnung zu tragen.

Was Smart Balancing ist, wie es die deutsche Strom(markt)architektur verändern und welche Vor- und Nachteile daraus resultieren könnten, erklärte uns beim digitalen Kaffee-Talk Felix Röben, wissenschaftlicher Mitarbeiter bei der HAW und Doktorand zum Thema Smart Balancing.

Zusammenfassung

Einige Grunlagen zuerst

Felix Röben leitete seinen Vortrag mit wichtigen Grundlagen zur deutschen Stromwirtschaft ein: Übergeordnetes Ziel bei der Bereitstellung von Strom ist es, auf Grundlage möglichst genauer Erzeugungs- und Verbrauchsprognosen zu handeln sowie möglichst wenig Ausgleichsenergie beziehen zu müssen. Die erwähnten Prognosen werden auch „Fahrpläne“ genannt. Die Fahrpläne werden auf Viertelstundenbasis von sogenannten Bilanzkreisverantwortlichen (BKV) – Energieversorger oder Energiehändler – an den jeweiligen Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) übermittelt.

Ein guter Fahrplan basiert auf einer guten Prognose über die abzuwickelnden Handelsgeschäfte mit Strom. Je genauer berechnet werden kann, wie viel Strom zukünftig an der Strombörse angeboten und nachgefragt wird, desto weniger Abweichungen zwischen fahrplanmäßigen und realen Strommengen entstehen und entsprechend geringer ist der Bedarf an Ausgleichenergie. Denn zur (physikalischen) Stabilisierung der Netze müssen Abweichungen über die Summe aller Bilanzkreise in einer Regelzone durch positive Regelenergie (Erzeugung) und negative Regelenergie (Verbrauch) kompensiert werden.

Den Einsatz von Ausgleichsenergie zu verringern, ist deshalb von Interesse, weil sie in jedem Fall bilanziell ausgeglichen werden muss und im Vergleich zum regulären Strompreis teuer ist. Je nachdem in welche Richtung der einzelne BKV vom Fahrplan abgewichen ist (entweder produziert er mehr oder weniger Strom, als im Fahrplan ursprünglich festgelegt war) und abhängig davon, ob es am Ende zu einer Überdeckung oder Unterdeckung der gesamten Regelzone gekommen ist, zahlt oder erhält der BKV zusätzlich Geld vom ÜNB.

Smart Balancing für alle statt Undercover-Mitregeln für wenige

Durch die oben geschilderte Abrechnungslogik ergibt sich laut Felix Röben für manche Marktteilnehmer ein finanzieller Anreiz, vom Fahrplan abzuweichen und damit ihren Bilanzkreis aktiv mitzuregeln.

Dieser Umstand ist in Deutschland aus zwei Gründen problematisch. Zum einen stehen Fahrplanabweichungen im Widerspruch zu den in den Bilanzkreisverträgen festgeschriebenen Prinzipien der Fahrplantreue und der Bewirtschaftung ausgeglichener Bilanzkreise. Zum anderen schließen unterschiedliche Untersuchungen darauf, dass diverse BKVs trotz vertraglich verankerter Fahrplantreue „undercover“ mitregeln. Getriggert wird dieses Verhalten durch bestimmte Marktsignale am Day-Ahead-Markt, die hohe Ausgleichsenergiepreise vermuten lassen, weshalb sich manche Marktakteure aus einem Kalkül der Gewinnmaximierung heraus dazu entscheiden, von ihrem Fahrplan abzuweichen.

Das Undercover-Mitregeln ist ein zweischneidiges Schwert: Auf der einen Seite kann es systemdienlich sein und den Regelenergieeinsatz deutlich entlasten. Felix Röben erwähnte eine Publikation von Berliner Kollegen, die ausgerechnet hätten, dass etwa 20 Prozent der Regelarbeit durch dieses Verhalten reduziert worden sei. Auf der anderen Seite kann das Undercover-Mitregeln große Ungleichgewichte in der deutschen Regelzone bewirken. Denn aufgrund fehlender Echtzeitinformationen über die Systemabweichungen in Echtzeit beruhen die Fahrplanabweichungen auf Spekulationen, weshalb der Mitregeleffekt für die ÜNB nicht kalkulierbar ist.

Deshalb plädierte Felix Röben während seines Vortrags für eine Reform des deutschen Strommarktdesigns, die dazu führt, dass ausschließlich netzdienliches Verhalten belohnt und Fehlanreize vermieden werden.

Referent Felix Röben und Moderatorin Janina Grimm. Rechte: EEHH/Janina Grimm

Das niederländische Smart Balancing-Modell

Der Ansatz aus den Niederlanden ist nach Einschätzung des Referenten insbesondere deswegen vielversprechend, weil es „Transparenz in Echtzeit“ garantiert, Nulldurchgänge durch „combined pricing“ bestraft und die niederländischen Bilanzkreisverträge auf die Klausel der Fahrplantreue verzichten. Diese Eigenschaften zwei wesentliche Effekte auf die örtliche Strommarktarchitektur.

Erstens wird von den ÜNB in Echtzeit veröffentlicht, wie groß die Fahrplanabweichungen sind, beziehungsweise wie viel positive und negative Regelenergie gerade aktiviert wird. Diese Information ist für alle BKV zugänglich, sodass sie auf Grundlage dieser Daten, den Ausgleichsenergiepreis prognostizieren können. Damit erhalten sie die Möglichkeit, den Bilanzkreis mit systemdienlichen Fahrplanabweichungen auszugleichen, zumal die Fahrplanabweichung im niederländischen Modell ja erlaubt ist. Dieses Verfahren nennt sich dann Smart Balancing. „Balancing“ steht für Ausgleich, Mitregeln oder Ausbalancieren. „Smart“ – also intelligent – ist der Ausgleich deswegen, weil die Marktteilnehmer eine Entscheidung auf informierte Weise und nicht basierend auf Spekulationen treffen können.

Zweitens behebt das duale Preissystem das Phänomen unverhältnismäßig hoher positiver oder negativer Ausgleichsenergiepreise, die sich aufgrund von sogenannten Nulldurchgängen, d. h. positiver und negativer Abweichungen im Saldo über alle Bilanzkreise innerhalb einer Fahrplanperiode von 15 Minuten, ergeben. Im Ergebnis werden systemdienliche Fahrplanabweichungen damit angereizt und gleichzeitig aber das „Überschwingen“ des Systems bestraft.

Die Vorteile

Zum Ende seiner Präsentation leitete Felix Röben aus den Erkenntnissen seiner vergleichenden Analyse zwei mögliche Marktdesignreformen für Deutschland ab. Die erste besteht darin, den Handel von Regelenergie nahe Echtzeit zu ermöglichen. Die zweite setzt auf das Einführen von Echtzeitsignalen, um den Weg für Smart Balancing zu ebnen. Beide Optionen werden durch die EU-Verordnung unterstützt (s. EB GL: Article 24.2; Commission 2017, p. 312/328 und EB GL: Article 0.17; Commission 2017, p. 312/8).

Im Falle einer Umsetzung beider Reformvorschläge sähe der deutsche Elektrizitätsbinnenmarkt wie folgt aus: Es würden Gebotsverfahren von elektrischer Energie bis 15 Minuten vor Echtzeit existieren. Flexible Erzeuger und Lasten würden als Reserven im Gebotsverfahren nahe Echtzeit bestimmt. Smart Balancing wäre ebenso in Echtzeit realisierbar.

Letzteres ist nach Meinung des Referenten deswegen von Vorteil, weil so die Gleichberechtigung aller Marktteilnehmer garantiert wäre, Gewinne maximiert und Risiken für alle BKVs minimiert werden könnten, die von der EU-Verordnung geforderte Transparenz und Effizienz geschaffen werden würde, Speicherbewirtschaftung möglich wäre und die aktuell in Anspruch genommene Regelarbeit verringert werden könnte.

Webseminar - Smart Balancing - Kann Transparenz Kosten reduzieren und neue Geschäftsmodelle ermöglichen?

Über die Autorin

Profilbild zu: Janina Grimm

Seit März 2020 leite ich das B2B-Marketing von NEW 4.0 im Cluster EEHH. Ob auf dieser Webseite, bei Twitter, via LinkedIn, auf Fachveranstaltungen und Messen - jeden Tag kann ich über das reden und schreiben, was mich am meisten interessiert: Die Entwicklung innovativer Lösungen für eine ganzheitliche und nachhaltige Transformation unseres Energiesystems. Parallel studiere ich meinen Master in Energy Policy. Diese Kombination aus Praxis und Theorie birgt viele tolle Chancen, meine Kenntnisse im Bereich der Erneuerbaren-Energien-Branche und nachhaltiger Energiepolitik zu vertiefen. (Janina Grimm)

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