In den letzten Monaten haben sich lukrative Großhandelsmöglichkeiten für Batteriespeicheranlagen (BESS) deutlich erhöht. Wie in Abbildung 1 (unten) zu sehen ist, lagen die durchschnittlichen Großhandels-Spreads an den Strombörsen täglich auf einem Fünfjahreshoch – mit noch größeren Spreads für BESS-Anlagen mit längerer Dauer.

Die „Dauer“ einer Batterie ist das Verhältnis zwischen gespeicherter Energiekapazität (MWh) und Nennleistung (MW) einer Anlage. Die wohl häufigste Frage, die uns derzeit zu Batteriespeicheranlagen (BESS) gestellt wird, lautet: Sollte ich ein Ein-Stunden- (1h) oder Zwei-Stunden-System (2h) bauen?

In diesem Artikel betrachten wir, wie sich die Dauer auf die Einnahmen von BESS auswirkt und wie sich die Marktbedingungen verändern für:

• Systemdienstleistungen.
• Großhandelsmärkte.
• Balancing Mechanism (BM).
• Kapazitätsmarkt (CM).

Systemdienstleistungen

Die Nennleistung ist der entscheidende Faktor dafür, wie viel BESS-Anlagen mit Systemdienstleistungen verdienen können (siehe unseren Benchmarking Revenues-Artikel). Das ist wichtig, denn bisher waren Systemdienstleistungen die wichtigste Einnahmequelle für BESS.

Der Grund, warum BESS-Anlagen für viele dieser Dienste so gut geeignet sind, ist ihre schnelle Reaktionszeit – nicht ihre Fähigkeit, über längere Zeiträume Strom bereitzustellen. Da der Energieumsatz für Systemdienstleistungen relativ gering ist, bringt ein 2h-System im Vergleich zu einem 1h-System nur begrenzte zusätzliche Vorteile (z.B. State-of-Charge-Management) für die Einnahmen.

Abbildung 1 (unten) zeigt die Einnahmen (£/MW) von drei Anlagen unterschiedlicher Dauer, die im Mai 2021 exakt dieselbe Handelsstrategie verfolgten. Mai 2021 wurde gewählt, weil jede Anlage den gesamten Monat über mit voller Kapazität und Verfügbarkeit in Dynamic Containment (DC) blieb.

• Jede Anlage erzielte exakt denselben Betrag (£12.648/MW) in DC.
• In diesem konkreten Beispiel brachte eine längere Dauer für Hill Farm (1,2h) oder Holes Bay (2h) gegenüber Roosecote (0,7h) keinen zusätzlichen Einnahmenvorteil.
• Vergleicht man die DC-Einnahmen mit den investierten CapEx (bei Standorten unterschiedlicher Dauer), sind Anlagen mit längerer Dauer tendenziell finanziell im Nachteil.

Es sind bereits Pläne für eine neue Generation von Systemdienstleistungen in Arbeit, die wahrscheinlich attraktive Einnahmemöglichkeiten für BESS bieten werden.

Wenn Systemdienstleistungen bislang der wichtigste Umsatztreiber für BESS waren, warum sollte dann jemand eine 2h-Anlage statt einer 1h-Anlage bauen?

Großhandelsmärkte

In Frequenzregelmärkten werden Anlagen für ihre Verfügbarkeit bezahlt. In Großhandelsmärkten hingegen erfolgt die Vergütung für die tatsächliche Nutzung. Das ist ein Vorteil für 2h-Anlagen, da sie doppelt so viel Energie liefern können wie 1h-Anlagen.

Um das besser zu verstehen, schauen wir uns ein Beispiel aus der Praxis an. In den Abbildungen 2 und 3 (unten) sind die Betriebsprofile von Breach Farm (1h-Anlage) und Contego (2h-Anlage) für den Zeitraum 14.–16. September 2021 dargestellt. Während dieses Zeitraums gab es zwei wichtige Ereignisse:

• Drei aufeinanderfolgende Abendspitzenpreise von über £1.500/MWh.
• DC wechselte am 16. September auf EFA-Block-Beschaffung.

• Beide Anlagen verfolgten eine ähnliche Handelsstrategie. Am 14. und 15., bevor DC auf EFA-Block-Beschaffung umstellte, handelten beide Standorte Spreads auf den Großhandelsmärkten. Am 16. verließen beide DC für EFA-Block 5, um von den hohen Großhandelspreisen während der Abendspitze zu profitieren.
• Contego (2h) konnte über mehrere Auktionsblöcke hinweg pro Tag laden/entladen und dadurch größere Spreads erzielen als Breach Farm (1h).

Die Möglichkeit, auf Großhandelsmärkten über mehrere Auktionsblöcke zu handeln, bedeutet, dass 2h-Anlagen größere Einnahmen erzielen können als 1h-Anlagen. Dies wird in Abbildung 4 (unten) deutlich, die eine Schätzung der Großhandelseinnahmen für beide hervorgehobenen Anlagen über diese drei Tage zeigt.

Die Unbeständigkeit von Großhandelsmöglichkeiten

Dass 2h-Systeme auf den Merchant-Märkten mehr verdienen können, klingt zwar attraktiv, aber Preisspitzen wie die oben genannten traten historisch selten auf. Allerdings, wie zu Beginn dieses Artikels gezeigt, gibt es Anzeichen, dass solche Ereignisse häufiger werden – Abbildung 1 (unten) zeigt die durchschnittlich verfügbaren täglichen Großhandels-Spreads von Januar 2016 bis Oktober 2021 (inklusive).

Langfristige, reale Marktvergleiche zwischen Anlagen unterschiedlicher Dauer auf den Merchant-Märkten sind schwierig. Das liegt daran, dass Faktoren wie Verfügbarkeit und Betreiberstrategie selten zwischen zwei Anlagen identisch sind. Dennoch können wir die Einnahmen einer rein auf Großhandel ausgerichteten Strategie für Anlagen unterschiedlicher Dauer modellieren, wenn wir einige Annahmen treffen:

• Jede Anlage fährt einen Zyklus pro Tag.
• Die verfügbaren Spreads hängen von der Dauer der Anlage und den maximalen/minimalen Referenzpreisen eines Tages ab.

Abbildung 5 (unten) zeigt die (modellierten) annualisierten Großhandelseinnahmen einer 1h- gegenüber einer 2h-Anlage, basierend auf den oben genannten Annahmen. Eine Referenzlinie zeigt die verfügbaren DC-Einnahmen im gleichen Zeitraum.

• Im Vergleich nach Dauer erzielt die 2h-Anlage 69,9 % mehr Großhandelseinnahmen als die 1h-Anlage.
• Hätte die 2h-Anlage jedoch im Zeitraum Januar – Oktober 2021 ausschließlich im Großhandel gearbeitet, hätte sie trotzdem 22 % weniger Einnahmen erzielt als bei ausschließlicher Teilnahme an DC mit voller Kapazität im gleichen Zeitraum.
• Während 2h-Anlagen also größere Vorteile bei hohen Preisen auf Großhandelsmärkten erzielen können als 1h-Anlagen, blieb die Frequenzregelung im betrachteten Zeitraum die verlässlichste Einnahmequelle für alle Batterien.

Balancing Mechanism

Abbildung 6 (unten) zeigt die (modellierten) annualisierten BM-Einnahmen für BESS-Anlagen unterschiedlicher Dauer, basierend auf folgenden Annahmen:

• Jede Anlage fährt einen Zyklus pro Tag.
• Die verfügbaren Spreads hängen von der Dauer der Anlage und den maximalen/minimalen Bid-Offer-Acceptance-(BOA)-Referenzpreisen eines Tages ab.

Wir haben den Durchschnittspreis aller BOAs je Abrechnungsperiode als Referenzpreis verwendet. (Eine Referenzlinie zeigt die verfügbaren DC-Einnahmen im gleichen Zeitraum.)

Theoretisch besteht im BM Potenzial für höhere Einnahmen. Diese Annahmen setzen allerdings voraus, dass jedes Gebot und Angebot akzeptiert und für die gesamte Abrechnungsperiode ausgeführt wird. In der Praxis werden BESS-Anlagen meist für weniger als 15 Minuten genutzt und erreichen keine perfekte Annahmequote.

Was macht BESS tatsächlich im BM?

Abbildung 7 (unten) zeigt die annualisierten BM-Einnahmen der Balancing Mechanism Units (BMUs) vom Modo Leaderboard im Zeitraum Januar – Oktober 2021.

• BESS-Einnahmen im BM sind nicht so hoch wie im modellierten Szenario (Abbildung 6), aus den zuvor genannten Gründen.
• Mehr als die Hälfte dieser Einnahmen sind sogar negativ – ein Hinweis darauf, dass BM-Aktivitäten von BESS-Anlagen überwiegend für das State-of-Charge-Management genutzt werden.

Längerfristig können Anlagen mit längerer Dauer theoretisch höhere BM-Einnahmen erzielen als Anlagen mit kürzerer Dauer. Aufgrund der mangelnden Beständigkeit von BM-Möglichkeiten ist es jedoch schwierig, einen Business Case für eine BESS-Anlage jeder Dauer maßgeblich auf deren Eignung für diesen Markt zu stützen.

Kapazitätsmarkt

Der CM bietet langfristige Verträge für BESS-Anlagen, die auf £/MW-Basis für ihre Verfügbarkeit zur Bereitstellung von Kapazität im Falle eines Systemstressereignisses vergütet werden. Allerdings wird auf ihre Anschlusskapazität ein De-Rating-Faktor angewendet, da Batterien mit kürzerer Dauer längere Stressereignisse nicht vollständig abdecken können. Dieser De-Rating-Faktor ist in Tabelle 2 (unten) aufgeführt.

• 2h-Anlagen können im CM etwa doppelt so viel wie 1h-Anlagen verdienen (bei Verträgen aus derselben Auktion).
• Im Durchschnitt machen CM-Einnahmen 13 % der Einnahmen von Anlagen auf dem Modo Leaderboard aus.

Die CM-Auktionen und -Ergebnisse geben Aufschluss über die Dauer der gebauten BESS-Anlagen. Abbildung 8 (unten) zeigt die an neue BESS-Anlagen vergebenen CM-Verträge nach Dauer, ohne bereits in Betrieb befindliche Standorte.

Fazit

Der Betrieb von Anlagen wird zunehmend komplexer und hybride Optimierungsstrategien immer üblicher. Zu verstehen, wie sich die Dauer auf die Einnahmequellen von BESS auswirkt, ist entscheidend, um eine fundierte Entscheidung zu treffen, ob eine 1h- oder 2h-Anlage gebaut werden soll. In diesem Artikel haben wir vier Einnahmequellen für BESS-Anlagen betrachtet:

• Systemdienstleistungen – profitieren 1h-Anlagen, wenn man die für längere Anlagen aufgewendeten CapEx für denselben Service bei gleicher Verfügbarkeit und Nennleistung betrachtet.
• Großhandelsmärkte – profitieren 2h-Anlagen, da sie größere Spreads erzielen können, weil sie doppelt so viel Energie liefern wie 1h-Anlagen.
• Balancing Mechanism – aufgrund der mangelnden Beständigkeit von BM-Möglichkeiten ist es schwierig, einen Business Case für eine BESS-Anlage jeder Dauer maßgeblich auf diesen Markt zu stützen.
• Kapazitätsmarkt – der De-Rating-Faktor auf die Anschlusskapazität begünstigt 2h-Anlagen. Allerdings machen CM-Verträge nur einen kleinen Teil der BESS-Einnahmen aus.

Letztlich müssen Eigentümer und Investoren bei der Entscheidung zwischen 1h- und 2h-Anlagen abwägen, ob sich Merchant-Einnahmemöglichkeiten in Zukunft stärker durchsetzen oder ob NG ESO weiterhin neue und potenziell lukrative Produkte für die Frequenzregelung schafft. Derzeit macht die Frequenzregelung noch den größten Anteil der BESS-Flotteneinnahmen aus, aber die Merchant-Aktivität nimmt definitiv zu.