BESS im BM: Verständnis der Gründe für Dispatch und „Überspringen“

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BESS im BM: Verständnis der Gründe für Dispatch und „Überspringen“

Frequenzregelmärkte bleiben äußerst lukrativ für Batteriespeicher. In den letzten zwei Monaten wurden Rekordeinnahmen erzielt. Aufgrund der attraktiven Erlöse in den Frequenzregelmärkten war die Aktivität von Batteriespeichern im Balancing Mechanism (BM) zuletzt minimal. Im Jahr 2022 machten BM-Einnahmen nur 1,56 % des Gesamtumsatzes aus. Abbildung 1 (unten) zeigt die gesamten BM-Einnahmen von Batteriespeichern der letzten zwölf Monate.

Figure 1 - Battery energy storage Balancing Mechanism revenues (August 2021 - July 2022). — Abbildung 1 – Einnahmen aus dem Balancing Mechanism für Batteriespeicher (August 2021 – Juli 2022).

* Die negativen Erlöse vor November zeigen, dass Gebote von Batterien zur Reduzierung im BM angenommen wurden. Das lag daran, dass es vor November nur einen Niedrigfrequenz- (exportierenden) Dynamic Containment Service gab. Batterien wurden also im BM heruntergefahren, um ihren Ladezustand zu steuern. (Trotz der hier gezeigten negativen Erlöse war dies eine günstigere Lademöglichkeit als der direkte Einkauf an den Großhandelsmärkten.) Die Einführung des Hochfrequenz- (importierenden) Dynamic Containment Service hat das Verhalten der Batterien im BM verändert.

Wenn jedoch die Frequenzregelmärkte saturiert sind (oder werden), könnten Batterien wieder verstärkt am BM teilnehmen. Deshalb haben wir einen Blick auf das National Grid ESO Dispatch Transparency Dataset geworfen, das mehr Transparenz über operative Entscheidungen im BM schaffen soll.

‚System‘-Maßnahmen vs. ‚Energie‘-Maßnahmen

Das Dispatch Transparency Dataset protokolliert jede im BM getroffene Maßnahme. Es erfasst, welche Anlagen hoch- oder heruntergefahren wurden und zu welchen Zeiten. Entscheidend ist: Es dokumentiert auch die Gründe.

Es gibt zwei Hauptkategorien von Maßnahmen: ‚System‘- und ‚Energie‘-Maßnahmen. Abbildung 2 (unten) zeigt die Verteilung aller BM-Maßnahmen der letzten zwölf Monate.

Figure 2 - BM dispatch actions, broken down into ‘system’ actions and ‘energy’ actions (August 2021 - July 2022). — Abbildung 2 – BM-Dispatch-Maßnahmen, unterteilt in ‚System‘- und ‚Energie‘-Maßnahmen (August 2021 – Juli 2022).

‚System‘-Maßnahmen

‚System‘-Maßnahmen reagieren auf folgende Systemgrenzen:

Thermische Grenzen.
Spannungsgrenzen.
RoCoF- oder Trägheitsgrenzen.
Stabilitätsgrenzen.

Im Dataset werden jedoch alle diese Maßnahmen einfach als ‚System‘ gekennzeichnet – es ist also nicht ersichtlich, welche spezifische Grenze mit einer ‚System‘-Maßnahme adressiert wird.

‚Energie‘-Maßnahmen

‚Energie‘-Maßnahmen hingegen werden im Dataset in weitere Unterkategorien – also Gründe – aufgeschlüsselt. Abbildung 3 (unten) zeigt alle ‚Energie‘-Maßnahmen der letzten zwölf Monate, aufgeteilt nach Grund.

Figure 3 - Reasons for assets taking ‘energy’ actions in the BM (August 2021 - July 2022). — Abbildung 3 – Gründe für ‚Energie‘-Maßnahmen von Assets im BM (August 2021 – Juli 2022).

‚Geometry‘-Maßnahmen werden ergriffen, „wenn vorherige Maßnahmen dazu führen könnten, dass ein BMU ein unzulässiges Fahrprofil erhält“. BOAs werden ausgegeben, um die wirtschaftlichste Lösung zu finden und gleichzeitig die Anforderungen des ESO in allen Abrechnungsperioden zu erfüllen. Das kann bedeuten, dass z.B. ein CCGT weiter produzieren muss, auch wenn der ESO das gerade nicht benötigt, und stattdessen ein anderes Asset heruntergeregelt wird – weil das Hoch- und Herunterfahren des CCGT teurer wäre. ‚Geometry‘-Maßnahmen werden auch ergriffen, „wenn vorherige Maßnahmen ein unzulässiges Frequenzmanagement-Profil verursachen könnten“.
‚Response‘-Maßnahmen werden ergriffen, „wenn das BMU eine Regelenergie liefert oder so positioniert wird, dass es in einer oder über mehrere Abrechnungsperioden hinweg Regelenergie liefern kann, insbesondere wenn sich das Positionieren/Rückführen auf benachbarte Abrechnungsperioden auswirkt“. Das kann bedeuten, dass eine Maßnahme in eine andere Periode übergreift oder dass eine Folgemaßnahme zur Anpassung notwendig wird.
‚Unit Commitment‘-Maßnahmen müssen aufgrund von minimalen Nicht-Null-Zeiten und minimalen Null-Zeiten fortgeführt werden.
‚Merit‘-Maßnahmen fallen in keine der obigen Kategorien, sind aber günstiger als alternative BOAs.
‚Alternative‘-Maßnahmen fallen in keine der obigen Kategorien und sind nicht günstiger als alternative BOAs. (‚Alternative‘-Maßnahmen werden weiter nach Grund unterteilt.)

* Diese Beschreibungen stammen größtenteils aus der Dispatch Transparency Methodology. Falls Sie Anmerkungen oder Verbesserungsvorschläge zu diesen Erklärungen haben, freuen wir uns über Ihr Feedback.

Welche Maßnahmen ergreifen Batterien?

Abbildung 4 (unten) zeigt die Gründe, warum Batteriespeicher für ‚Energie‘-Maßnahmen eingesetzt werden.

Insgesamt sind die BESS-Aktivitäten im BM im Jahr 2022 deutlich zurückgegangen. In den ersten sieben Monaten 2022 (Januar bis Juli) wurden 58 % weniger Maßnahmen ergriffen als in den letzten fünf Monaten 2021.
‚Merit‘-Maßnahmen machten 39,4 % aller von Batterien ergriffenen ‚Energie‘-Maßnahmen aus – der häufigste Grund. Betrachtet man alle Assets (aller Technologien), sinkt dieser Wert auf 26,4 %. Das zeigt, dass BESS häufiger aufgrund ihres günstigeren Preises eingesetzt werden als andere Asset-Klassen.
‚Alternative‘-Maßnahmen machten 33,3 % aller von Batterien ergriffenen ‚Energie‘-Maßnahmen aus. Betrachtet man alle Assets, sinkt dieser Wert auf nur 7,8 %. Das bedeutet, dass Batterien mehr als viermal so häufig für ‚Alternative‘-Maßnahmen eingesetzt werden wie andere Asset-Klassen.

Was sind ‚Alternative‘-Maßnahmen?

Abbildung 5 (unten) zeigt die Gründe, warum BESS für ‚Alternative‘-Maßnahmen im BM eingesetzt wird. Eine ‚Alternative‘-Maßnahme kann dabei mehr als einen Grund haben – z.B. zur Frequenzregelung und zur Steuerung lokaler Netzengpässe.

Figure 5 - Reasons for BESS assets taking ‘alternative’ actions in the BM (August 2021 - July 2022). — Abbildung 5 – Gründe für den Einsatz von BESS für ‚Alternative‘-Maßnahmen im BM (August 2021 – Juli 2022).

Die beiden wichtigsten Gründe für den Einsatz von Batterien für ‚Alternative‘-Maßnahmen sind das Management lokaler Netzengpässe (‚zonal management‘) und die Frequenzregelung. Sie machen 84 % aller von BESS durchgeführten ‚Alternative‘-Maßnahmen aus.

Nachdem wir die Gründe gesehen haben, warum Batterien im BM eingesetzt werden, schauen wir nun auf die Gründe, warum sie nicht eingesetzt werden. Dies wird als „Überspringen“ bezeichnet.

Wenn Batterien „übersprungen“ werden...

Wenn ein Asset „übersprungen“ wird, bedeutet das, dass ein anderes Asset für eine ‚Alternative‘-Maßnahme eingesetzt wird, obwohl das „übersprungene“ Asset günstiger angeboten hätte (also im Merit-Order weiter oben stand). Abbildung 6 (unten) zeigt, wie oft BESS-Assets zugunsten eines anderen Assets „übersprungen“ wurden.

Figure 6 - Number of instances BESS assets were ‘skipped’ in the BM (August 2021 - July 2022). — Abbildung 6 – Anzahl der Fälle, in denen BESS im BM „übersprungen“ wurde (August 2021 – Juli 2022).

Wie bereits in Abbildung 1 zu sehen, hat sich die BESS-Aktivität im BM (einschließlich der „übersprungenen“ Fälle) von fast ausschließlich Geboten (Herunterregeln) vor November hin zu überwiegend Angeboten (Hochregeln) entwickelt.

Warum werden Batterien „übersprungen“?

Abbildung 7 (unten) zeigt die Gründe, warum BESS-Assets übersprungen wurden. In manchen Fällen wurden mehrere Gründe für eine einzelne ‚Alternative‘-Maßnahme angegeben.

Figure 7 - Reasons for BESS assets being ‘skipped’ for ‘alternative’ actions in the BM (August 2021 - July 2022). — Abbildung 7 – Gründe für das „Überspringen“ von BESS bei ‚Alternative‘-Maßnahmen im BM (August 2021 – Juli 2022).

Die drei Hauptgründe, warum BESS im BM „übersprungen“ werden, sind: Zonenmanagement, Frequenz und „unvollständig“. Unvollständig bedeutet, dass die abgelehnte Maßnahme das notwendige Volumen nicht erfüllen konnte.
Diese drei Gründe machen 90 % aller „übersprungenen“ BESS-Maßnahmen aus.

Was wird anstelle von Batteriespeichern eingesetzt?

In Abbildung 8 (unten) ist zu sehen, welche Energieträger verwendet werden, wenn BESS „übersprungen“ wird.

Abbildung 8 – Eingesetzte Energieträger anstelle von „übersprungenen“ BESS bei ‚Alternative‘-Maßnahmen im BM (August 2021 – Juli 2022).

Die wichtigsten alternativen Flexibilitätsquellen, wenn Batterien „übersprungen“ werden – also an der Spitze der Merit-Order stehen – sind Pumpspeicherkraftwerke und CCGTs.
Pumpspeicher sind gewissermaßen die klassischen „Batterien“ des Energiesystems. Sie balancieren das Netz, indem sie große Energiemengen kurzfristig einspeisen.
CCGTs werden selbst dann eingesetzt, wenn Batterien im Merit-Order sind. Wahrscheinlich handelt es sich hier um längere Maßnahmen, für die BESS weniger geeignet ist.
Dennoch gibt es eine große Chance für Batterien, künftig noch mehr zur Systembilanzierung beizutragen – und damit das System ohne Gas auszugleichen!

Welche Batterien werden am häufigsten „übersprungen“?

Die Batterien, die die meisten Gebote und Angebote im BM abgeben, sind auch diejenigen, die am häufigsten „übersprungen“ werden. Abbildung 9 (unten) zeigt, wie oft einzelne Batteriespeicher im vergangenen Jahr übersprungen wurden.

Abbildung 9 – Wie oft BESS im BM übersprungen wurden (August 2021 – Juli 2022).

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