Frequenzregelung, Handel und Netzstabilität

Nicole Weinhold

Der Großspeichermarkt in Deutschland entwickelt sich rasant. Die Projektgrößen bewegen sich inzwischen in einer Größenordnung bis hin zu mehreren Hundert Megawattstunden. Gleichzeitig entsteht auf dem Projektierermarkt ein schnell wachsendes Interesse an Großspeicherkraftwerken, auch Utility-­Scale-Batteriespeicher genannt. Maximilian Münnicke, Sales Director von Huawei Fusionsolar, hat in einem Webinar mit ERNEUERBARE ENERGIEN vor 170 Teilnehmenden Updates zum deutschen Batteriespeichermarkt gegeben. Dabei spielen skalierbare Projekte auf Basis multimodularer Smart-String-Architektur der Fusionsolar Smart ESS eine Rolle. Die Webinar-Aufzeichnung können Sie unter https://shorturl.at/D2trV abrufen.

Münnicke beschreibt ein exponentielles Wachstum des Speichermarktes, sodass Mitte 2024 14 Gigawattstunden (GWh) in Deutschland erreicht waren, getrieben vom Heimspeichermarkt. Inzwischen zeichne sich ein starkes Wachstum im Utility-­Markt ab, eine große Zahl an geplanten Projekten für 2025 und die folgenden Jahre sei zu erkennen: „Wir werden bei Großspeichern einen Zubau um den Faktor 5 erleben.“ Er verweist dabei auf das Marktstammdatenregister der Bundesregierung, das für die nächsten drei Jahre bei Großspeichern einen Zuwachs von zwei Gigawattstunden sieht. Das Fraunhofer ISE prognostiziert einen potenziellen Zubau von 104 GWh bis 2030.

Wir werden bei Großspeichern einen Zubau um den Faktor 5 erleben.

Münnicke erklärt, Deutschland könne aufgrund seiner zentralen Lage in Europa gut überschüssigen Strom in die Nachbarstaaten exportieren und bei Bedarf importieren. Als Beispiel zeigt er, dass Deutschland im November 2023 925 GWh importiert und 960 GWh exportiert hat. Er verweist auf den Zusammenhang zwischen der Lage eines Staates und den Geschäftsmodellen für Speicher. Großbritannien mit seiner Insellage hat in Europa den größten Kapazitätsmarkt mit 4,9 GWh von 31 GWh – für eine sichere und stabile Stromversorgung als Entwicklungstreiber. Die meisten anderen Länder haben verschiedene Fördersysteme, aber nur Deutschland und Portugal arbeiten mit Ausschreibungen. Treiber für den Zubau war in der Vergangenheit in Deutschland vor allem der Verkauf von Primärregelleistung, ab 2022 entstand ein Nachfrageboom aufgrund der Innovationsausschreibungen der Bundesnetzagentur, die zweimal im Jahr für 400 Megawatt (MW) an bezuschlagten Regenerativprojekten in Kombination mit einem Speicher eine Einspeisevergütung bereithalten.

Geschäftsmodelle für Großspeicher

Als weitere Geschäftsmodelle nennt Münnicke Frequenzregelung, Netzstabilisierung, Intraday-, Day-Ahead- und Arbitrage-Handel, wo zeitliche Preisdifferenzen durch Prognosefehler sowie Differenzen in Angebot und Nachfrage genutzt werden. Wie stark der Börsenstrompreis schwankt, zeigt der Referent anhand einer Europakarte mit den täglichen Börsenstrompreisen in den einzelnen EU-Mitgliedsstaaten: In Deutschland zum Beispiel sinkt der Preis zwischen dem 17. und 19. November 2023 – also in nur drei Tagen – von 121 Euro pro Megawattstunde auf 91 und dann auf 38 Euro. Um den Arbitrage-Markt zu erschließen, ist allerdings ein Handelsunternehmen mit einer Energiehandelslizenz erforderlich. Außerdem gibt es die Behind-the-Meter-Applications, bei denen Gewerbe und Industrie den Großspeicher nutzen, um ihre Lastspitzen zu kappen, Lasten zu verschieben und die Photovoltaik(PV)-Eigenstromversorgung zu erhöhen. Unterm Strich sieht man also, dass es gute Möglichkeiten gibt, einen Großspeicher wirtschaftlich zu betreiben.

1,3 Gigawattstunden – der größte Speicher der Welt kommt auf diesen Wert. Er stammt von Huawei Fusionsolar und befindet sich in Saudi-Arabien.

Maximilian Münnicke geht noch auf die Speichertechnologie näher ein. Er erklärt den Unterschied zwischen Zentralspeicher und Smart-String-­Batterie. Er erinnert zunächst daran, dass auch Wechselrichter diese technologische Entwicklung erlebt haben – vom Zentralwechselrichter zum Smart-String-Umrichter. „Fällt einer aus, ist gleich ein Großteil des Solarparks nicht mehr am Netz“, so der Experte. „Heute haben wir 80 Prozent Stringwechselrichter am Markt.“ Der Vorteil bei Smart-­String-Speichern sei die unabhängige Steuerung von Packs und Racks. Einfache Skalierung und Ausfall­sicherheit sind weitere Vorteile. Auf der anderen Seite führten bei Zentralspeichern zum Beispiel Zell-Mismatches zu starken Nutzungsverlusten, bei Ausfall eines Packs fällt das ganze Rack aus.

Größter Batteriespeicher der Welt in einem EE-Microgrid

Wie Münnicke aufzeigt, spielen Batteriespeicher eine zunehmend wichtige Rolle in der Verwaltung der Lastflüsse aus volatilen Erneuerbaren wie Wind und PV über die Netze zu den Verbrauchern. Flexible Energiespeicherung kann Frequenzregelung und Lastspitzenmanagement in allen Teilen des Stromsystems, der Erzeugung, Übertragung, Verteilung und Nachfrage zur Verfügung stellen, um die Netzfrequenz zu stabilisieren, Netzengpässe zu minimieren, die Stromerzeugung und die Flexibilität des Stromverbrauchs sowie die Systemsicherheit und -stabilität zu verbessern. Das größte Speicherprojekt der Welt gibt ein gutes Beispiel dafür: das Red-Sea-Projekt, das mit 400 Megawatt Photovoltaikleistung und Großspeichern von Huawei Fusionsolar in einer Größenordnung von 1,3 Gigawattstunden ausgestattet ist. Auf diese Weise wird eine Stadt mit einem Inselnetz zu 100 Prozent autark mit Erneuerbaren versorgt. „Dort haben wir viel gelernt und in unsere Speichertechnologie eingebracht“, so Münnicke. Er verweist besonders auf die Herausforderungen des Standortes mit sehr hohen Temperaturen und einem hohen Salzgehalt in Luft und Wasser in der Wüste Saudi-Arabiens.