Da es mehr Märkte denn je gibt, in denen Batterien eingesetzt werden können, ist die richtige Betriebsstrategie entscheidend. Optimierer müssen nicht nur die Einnahmen maximieren – sie müssen auch das Zyklen berücksichtigen.

Man könnte meinen, je öfter eine Batterie zykliert, desto mehr Geld verdient sie. Aber wie hoch ist der tatsächliche Wert eines Zyklus?

Schlagzeilen

• Letztlich hängt der Wert eines Zyklus von mehreren Faktoren ab – vom jeweiligen Markt, dem Zeitpunkt des Zyklierens und der Dauer Ihrer Batterie.
• Seit 2021 hat das Durchführen von zwei Zyklen pro Tag im Day-Ahead-Markt im Durchschnitt 12-14 % mehr Einnahmen gebracht als nur ein Zyklus.
• In den letzten sechs Monaten ist die durchschnittliche tägliche Zykluszahl von Batterien von 0,5 auf 0,8 gestiegen.
• Dies ist auf die Sättigung im Dynamic Containment zurückzuführen. Da die hohen Preise in diesem Service weitgehend der Vergangenheit angehören, können Batterien mit weniger Zyklen keine hohen Einnahmen mehr erzielen.

Schauen wir uns das genauer an.

Was ist ein Zyklus?

Ein Zyklus bedeutet einfach eine vollständige Entladung der Batteriekapazität. Zum Beispiel hat ein 100 MWh Batterie-Energiespeichersystem einen Zyklus abgeschlossen, wenn es 100 MWh entladen hat.

Dies kann entweder auf einmal erfolgen (wie beim Großhandel), oder in kleineren Schüben über einen längeren Zeitraum (wie bei der Bereitstellung von Frequenzregelung). Abbildung 1 (unten) zeigt, wie eine Batterie auf zwei verschiedene Arten an zwei verschiedenen Tagen zykliert.

Warum Zyklen wichtig sind: Zusammenhang mit Degradation

Zyklen beeinflussen die Degradation – und sind daher ein wichtiger Bestandteil der Garantien von Lithium-Ionen-Batteriespeichern. Mehr dazu in unserem Erklärartikel hier.

Wie oft zyk­lieren Batterien in Großbritannien?

Abbildung 2 (unten) zeigt die durchschnittliche tägliche Zyklusrate von Batterien in Großbritannien.

• Seit Januar 2021 haben Batterien im Durchschnitt 0,58 Zyklen pro Tag durchgeführt.
• Vor Herbst 2021 erbrachten die meisten Anlagen überwiegend Dynamic Containment. Das ist ein Service mit niedriger Zykluszahl, der vor der Sättigung gute Einnahmen brachte.
• Hohe Day-Ahead-Preise im September 2021 führten zu einem Anstieg der Zyklusraten.
• Mit dem Aufkommen neuer Services und strengeren Anforderungen beim Dynamic Containment diversifizierte die Flotte ihre Aktivitäten. Das führte zu mehr Variation bei den Zyklen.
• Bis Mai 2022 nahm die Flotte häufiger an Services mit höheren Zyklen teil – wie monatliche Firm Frequency Response (FFR) und neue Angebote wie Dynamic Regulation und Dynamic Moderation.
• Seit Oktober 2022, als Dynamic Containment gesättigt war, ist die durchschnittliche tägliche Zykluszahl auf 0,8 gestiegen.

Wie zyk­lieren einzelne Anlagen?

Abbildung 3 (unten) zeigt die durchschnittlichen täglichen Zyklen von im Balancing Mechanism registrierten Batterien (BMUs) im Jahr 2022.

Die meisten Anlagen führten weniger als einen Zyklus pro Tag durch – einige jedoch deutlich mehr. Sehen wir uns zwei Anlagen an den entgegengesetzten Enden des Zyklus-Spektrums an.

• Pelham führte 1,6 Zyklen pro Tag durch, hauptsächlich weil die Dauer nur 45 Minuten beträgt. Die Haupteinnahmequellen waren FFR und Dynamic Containment. Aufgrund der geringeren Dauer muss sie für FFR häufiger zyk­lieren als 1-Stunden-Systeme.
• Am anderen Ende liegt Fideoak Mill, eine 1-Stunden-Batterie, die nur 0,2 Zyklen pro Tag durchführte. Die Haupteinnahmen kamen hier aus Dynamic Containment.

Abbildung 4 (unten) zeigt die Verteilung der Zyklen aller Anlagen im Jahr 2022.

• Wie zu sehen ist, ist die Bandbreite der Zyklenanzahl verschiedener Anlagen beträchtlich – selbst wenn der Durchschnitt ähnlich ist.

Zyklen nach Dauer

Wie oben gezeigt, müssen Batterien mit kürzerer Dauer häufiger zyk­lieren, um die Anforderungen bestimmter Services zu erfüllen.

Abbildung 5 (unten) zeigt die durchschnittlichen täglichen Zyklen von Batterien seit 2021 – gruppiert nach Systemdauer und Jahr.

• Alle Batteriegrößen haben seit 2021 häufiger zykliert.
• Grundsätzlich gilt: Je kürzer die Dauer, desto mehr Zyklen führt eine Batterie durch.

Aber was ist mit Zwei-Stunden-Batterien? Warum weichen sie vom Trend ab? Die meisten Zwei-Stunden-Anlagen sind erst im letzten Jahr ans Netz gegangen. Diese Anlagen haben meist an Dynamic Regulation teilgenommen – ein Service mit hoher Zykluszahl, selbst für Zwei-Stunden-Systeme.

Systemdienstleistungen bestimmen die Zyklen am meisten

Die Bereitstellung verschiedener Frequenzregelungsdienste hat sehr unterschiedliche Auswirkungen auf das Zyklieren – das ist der Hauptgrund für Veränderungen bei den Flottenzyklen.

Abbildung 6 (unten) zeigt die Zyklusan­forderungen verschiedener Frequenzregelungsdienste (für ein 1-Stunden-System).

• Dynamic Containment ist ein extrem zyklusarmer Service. Das senkt die durchschnittliche Zyklenzahl aller Anlagen, die diesen Service bereitstellen.
• Anlagen, die Dynamic Regulation und in geringerem Maße monatliche FFR leisten, weisen deutlich höhere Zyklusraten auf.

Führen mehr Zyklen zu mehr Einnahmen?

Abbildung 7 (unten) zeigt den Zusammenhang zwischen Zyklusraten und Einnahmen.

• Vor Oktober 2022 (und der Sättigung bei Dynamic Containment) erzielten auch Anlagen mit wenigen Zyklen hohe Einnahmen.
• Seit Oktober 2022 zeigt sich eine stärkere Korrelation zwischen Zyklen und Einnahmen. Im Allgemeinen verdienen Anlagen mit mehr Zyklen auch mehr Geld.

Es gibt jedoch einen Zielkonflikt: Eine höhere Zykluszahl kann die Lebensdauer der Batterie verkürzen, Garantien erlöschen lassen und die langfristige Wirtschaftlichkeit beeinträchtigen. Die zusätzlichen Kosten des erhöhten Zyklierens müssen gegen den Mehrertrag abgewogen werden.

Großhandelshandel

Im Großhandelsmarkt durchläuft eine Batterie oft einen oder sogar zwei vollständige Zyklen pro Tag. Verdoppeln sich die Einnahmen, wenn Sie doppelt so viele Zyklen fahren?

Abbildung 8 (unten) zeigt die durchschnittliche Einnahmensteigerung durch zwei Zyklen pro Tag im Vergleich zu nur einem – seit Januar 2021 im Day-Ahead-Großhandelsmarkt.

Timing ist alles

Der Wert eines zusätzlichen Zyklus im Großhandelsmarkt kann deutlich über 14 % liegen. Wenn eine Anlage zwei Preisspitzen am Tag nutzen kann (statt nur einer), könnte die Batterie ihre Einnahmen nahezu verdoppeln.

Abbildung 9 (unten) zeigt eine Batterie mit einem Zyklus vs. zwei Zyklen am 10. Februar 2022 (basierend auf dem Modo Dispatch Modell).

• In diesem Fall hätte die Batterie mit einem zweiten Zyklus 75 % mehr Einnahmen erzielen können.

Preisspitzen bringen nicht immer den gleichen Mehrwert durch Zyklen

Preisspitzen im Großhandelsmarkt, die meist im Winter auftreten, sorgen für einen deutlichen Einnahmenschub. Der Nutzen eines zweiten Zyklus an einem Tag mit hohen Preisen kann jedoch variieren. Deshalb liegt der durchschnittliche Einnahmenanstieg durch einen zweiten Zyklus nur bei 12–14 %.

Es ist äußerst unwahrscheinlich, dass eine Batterie tatsächlich das Doppelte verdient – aber auf £/MW-Basis kann es dennoch sehr lukrativ sein.

• Beispiel: Am 12. Dezember 2022 (laut Modo Dispatch Modell) hätte eine Batterie durch Zyklen während hoher Preise am Morgen und beim Preisspitzen am Abend zusätzliche £191/MW verdienen können.
• Am 10. Februar 2022 lag der Mehrwert des zusätzlichen Zyklus nur bei £34/MW.

Im Allgemeinen sieht das Zyklieren an Tagen mit hohen Preisen eher wie in Abbildung 10 (unten) aus.

• In diesem Fall – 14. Januar 2022 (laut Modo Dispatch Modell) – hätte die Batterie mit einem zweiten Zyklus nur £6/MW mehr verdient (ein Plus von 1 %).

Was ist also der Wert eines Zyklus?

Die kurze Antwort: Es kommt darauf an – auf den Markt, den Zeitpunkt und die Batteriedauer.

Mit der Weiterentwicklung der Batterie-Energiespeichertechnologie werden künftig mehr Anlagen mit Garantien für höhere Zyklen auf den Markt kommen. Das könnte den Anlagen mehr Flexibilität geben, an Services mit hoher Zykluszahl teilzunehmen und gleichzeitig von spontanen, lukrativen Gelegenheiten zu profitieren. Wachsende Chancen im Intraday-Handel und im Balancing Mechanism könnten sogar dazu führen, dass Batterien regelmäßig mehr als zwei Zyklen pro Tag fahren.