Die Energiewende hat zu einer verstärkten Integration erneuerbarer Energien in das Stromnetz geführt. Diese erneuerbaren Energiequellen wie Wind- und Solarkraft sind jedoch von Natur aus volatil und führen zu Schwankungen in der Stromproduktion. Um die Netzstabilität aufrechtzuerhalten und einen reibungslosen Betrieb des Stromnetzes zu gewährleisten, ist die Optimierung mit Regelenergie von entscheidender Bedeutung für die Schweiz. Trotz qualitativ hochwertiger Prognosen der Energieversorger für Produktion und Verbrauch ist eine exakte Planung dafür nicht möglich. Deshalb müssen auch kleinere Abweichungen von den Sollwerten kontinuierlich ausgeglichen werden (Frequenzhaltung durch swissgrid). Dieser Ausgleich findet grösstenteils durch die Anpassung der Stromproduktion an den aktuellen Verbrauch durch Produzenten statt.
- Regelenergie ist eine Reserveleistung, die Schwankungen im Stromnetz ausgleicht und zur Netzstabilität beiträgt
- Der Einsatz von Regelenergie ist entscheidend, um einen Zusammenbruch des Stromnetzes zu verhindern, insbesondere angesichts des Ausbaus erneuerbarer Energien
- Es gibt verschiedene Arten von Regelenergie, darunter Primärregelleistung, Sekundärregelleistung und Tertiärregelleistung
- Die Optimierung der Regelenergie basiert auf verschiedenen Prozessen und Technologien, darunter die Frequenzhaltung durch innovative digitale Lösungen
- Eine Marktteilnahme von Energieanbietern (auch kleine) bietet interessante Zusatzerlöse und ermöglicht eine schnelle Amortisation der Investition
Regelenergie, auch als Regelleistung bekannt, ist eine Reserveleistung, die dazu dient, Schwankungen im Stromnetz auszugleichen. Sie spielt eine entscheidende Rolle bei der Aufrechterhaltung der Netzstabilität und der Gewährleistung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung. 42technology bietet Unternehmen aus der Industrie und der Landwirtschaft die Möglichkeit am Markt teilzunehmen und damit zusätzliche Erlöse zu generieren.
Wir nehmen Sie in diesem Blog mit hinter die Kulissen der Regelenergieoptimierung und erleben ihre Bedeutung, verschiedene Arten von Regelenergie, Akteure auf dem Markt für Regelenergie und die Technologien, die bei der Optimierung angewendet werden.
Hinweis: Das Thema Regelenergie ist komplex und erfordert eine individuelle Beratung. Die in diesem Artikel enthaltenen Informationen sind nur zur allgemeinen Information.
Grundlagen der Regelenergie in der Schweiz
Die Bedeutung der Systemdienstleistungen und Regelenergie hat sich im Zeitalter der Energiewende und des stärkeren Ausbaus erneuerbarer Energien erhöht. Sie ermöglicht es, die volatilen Einspeisungen aus erneuerbaren Energiequellen auszugleichen und eine zuverlässige Stromversorgung sicherzustellen.
Definition und Bedeutung im Energiemarkt
Regelenergie, auch als Regelleistung bekannt, ist eine Reserveleistung, die zur Stabilisierung des Stromnetzes eingesetzt wird. Regelenergie ist unerlässlich für die Aufrechterhaltung der Netzstabilität und die Gewährleistung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung, insbesondere angesichts des stetigen Ausbaus erneuerbarer Energien.
Im Energiemarkt ermöglicht die Regelenergieoptimierung die effiziente Nutzung von Erzeugungs- und Verbrauchskapazitäten. Sie hilft, die volatilen Einspeisungen aus erneuerbaren Energiequellen auszugleichen, indem sie schnell auf Schwankungen reagiert und das Netz im Gleichgewicht hält. Dies ist besonders wichtig, da der Anteil erneuerbarer Energien im Strommix kontinuierlich steigt.
Systemdienstleistungen und ihre Relevanz für die Netzstabilität
Die Regelenergie ist eine Systemdienstleistung die Schwankungen der Stromnetzfrequenz ausgleicht. Das Stromnetz muss eine Frequenz von 50 Hertz (Hz) halten, um eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten.
Die Regelenergie hilft flexibel auf Veränderungen in der Stromproduktion und dem Stromverbrauch zu reagieren. Wenn die Stromproduktion die Stromnachfrage übersteigt und die Frequenz im Netz steigt, kann die Regelenergie Strom aus dem Netz entnehmen, um das Gleichgewicht wiederherzustellen. Wenn die Stromnachfrage die Stromproduktion übersteigt und die Frequenz im Netz sinkt, kann die Regelenergie zusätzliche Einspeisung von Energie in das Netz übernehmen, um das Gleichgewicht zwischen Produktion und Verbrauch zu kompensieren und somit die Netzstabilität aufrechtzuerhalten. Die Menge an Regelenergie, die benötigt wird, um die Netzstabilität aufrechtzuerhalten, ist ein wichtiger Faktor für die Energieversorger und kann auch zusätzliche Einnahmen durch den Verkauf von Regelenergie bedeuten.
Arten von Regelenergie
In der Schweiz gibt es drei Arten von Regelenergie. Dazu gehören Primärregelleistung, Sekundärregelleistung und Tertiärregelleistung.
Primärregelleistung ist eine schnelle Reserveleistung, die innerhalb von Sekunden aktiviert werden kann, um minimale Schwankungen im Stromnetz auszugleichen. Sie dient dazu, die Frequenz im Stromnetz konstant bei 50 Hertz zu halten.
Sekundärregelleistung wird innerhalb von Minuten aktiviert und dient dazu, längere Schwankungen im Stromnetz auszugleichen. Sie hilft, das Gleichgewicht im Netz aufrechtzuerhalten, nachdem die Primärregelleistung ihre Aufgabe erfüllt hat.
Tertiärregelleistung wird innerhalb von 15 Minuten aktiviert und dient dazu, langfristige Schwankungen im Stromnetz auszugleichen. Sie kommt zum Einsatz, wenn sowohl die Primär- als auch die Sekundärregelleistung nicht ausreichen, um das Gleichgewicht im Netz wiederherzustellen.
Primärregelleistung erklärt
Schnellster Form von Regelenergie ist die Primärregelung. Um kurzfristige Schwankungen im Netz innerhalb Sekunden zu bereinigen, ist sie eingesetzt. Auf diese Schwankungen reagiert die Primärregelung automatisch und stellt die benötigte zusätzliche Energie für Stabilisierung des Netzes in den nächsten Sekunden zur Verfügung (Frequenzregelung). Ihr Ziel ist es, die Frequenz im Stromnetz konstant bei 50 Hertz zu halten. Typische Teilnehmer in diesem Markt sind Wasserkraftwerke, Pumpspeicherkraftwerke und Kernkraftwerke.
Die Frequenz im Stromnetz ist ein Mass für die Stabilität des Netzes. Sie wird in Hertz (Hz) gemessen und sollte konstant bei 50 Hz gehalten werden, um eine zuverlässige Stromversorgung zu gewährleisten. Wenn die Frequenz im Netz sinkt, bedeutet das, dass es einen Mangel an Stromproduktion gibt, während erhöhte Frequenzen auf überschüssigen Strom hinweisen. Die Netzfrequenz ist die wichtigste Messlatte beim Aufrechterhalten eines Gleichgewichts zwischen Produktion und Verbrauch von elektrischer Energie.
Die Primärregelleistung reagiert sofort auf diese Frequenzschwankungen. Durch Einleitung oder Entnahme des Stromes aus dem Netz kann das Gleichgewicht in Echtzeit wiederhergestellt werden.
Sekundärregelleistung und ihre Besonderheiten
Sekundärregelleistung ist eine Reserveleistung, die innerhalb von Minuten aktiviert wird, um längere Schwankungen im Stromnetz auszugleichen. Im Gegensatz zur Primärregelleistung, die sich auf minimale Schwankungen konzentriert, zielt die Sekundärregelleistung darauf ab, das Gleichgewicht im Netz nach längeren Störungen wiederherzustellen. Typische Teilnehmer in diesem Markt sind Pumpspeicherkraftwerke oder auch Batteriespeicher.
Die Sekundärregelung, auch als Minutenreserve oder Minutenenergie bezeichnet, kommt zum Einsatz, um längerfristige Schwankungen im Stromnetz auszugleichen, die im Bereich von Minuten bis zu einer Stunde auftreten können. Im Gegensatz zur Primärregelung erfolgt die Aktivierung der Sekundärregelung nicht automatisch, sondern wird von der nationalen Netzgesellschaft, in der Schweiz also von Swissgrid, abgerufen und gesteuert (Leistungsregelung +/-). Swissgrid schreibt regelmässig Ausschreibungen aus, um die benötigte Sekundärregelenergie von verschiedenen Anbietern zu beschaffen. Die Anbieter müssen in der Lage sein, innerhalb kurzer Zeit die zusätzliche Energie bereitzustellen, um das Netz auszugleichen.
Die Kapazität der Sekundärregelleistung ist grösser als die der Primärregelleistung; sie ist jedoch anpassungsfähiger gegenüber Veränderungen in der Stromproduktion und im Stromverbrauch.
Diese Flexibilität und grössere Leistungsfähigkeit machen die Sekundärregelleistung zu einem wichtigen Instrument zur Aufrechterhaltung der Netzstabilität und zur Gewährleistung einer unterbrechungsfreien Stromversorgung.
Tertiärregelleistung und Einsatzgebiete
Tertiärregelleistung ist eine Reserveleistung, die innerhalb von 15 Minuten aktiviert wird, um langfristige Schwankungen im Stromnetz auszugleichen. Sie kommt zum Einsatz, wenn sowohl die Primär- als auch die Sekundärregelleistung nicht ausreichen, um das Gleichgewicht im Netz wiederherzustellen. Typische Teilnehmer in diesem Markt sind Notstromanlagen, Batteriespeicher und auch grössere Verbraucher wie Prozesse, Pumpen, Heizungen der der Industrie.
Die Tertiärregelung, auch als Residuallastmanagement bezeichnet, kommt zum Einsatz, um Schwankungen im Stromnetz auszugleichen, die über Stunden oder sogar Tage hinweg auftreten können. Sie dient dazu, die Residuallast im Netz zu steuern und Über- oder Unterfrequenz zu vermeiden. Die Aktivierung der Tertiärregelung erfolgt in der Regel manuell durch die Netzgesellschaft, basierend auf Prognosen und einem längerfristigen Ausgleichsbedarf. Die Tertiärregelung kann verschiedene Massnahmen umfassen, wie beispielsweise die Anpassung der Stromerzeugung oder die Nutzung von Speichern.
Die Tertiärregelung ermöglicht langfristige Schwankungen beim Stromverbrauch und der Stromproduktion auszugleichen, wodurch das Gleichgewicht im Netz erhalten bleibt.
Die Tertiärregelleistung hilft, das Gleichgewicht im Netz aufrechtzuerhalten und sicherzustellen, dass die Stromversorgung zuverlässig ist, auch bei längeren Schwankungen in der Stromproduktion und dem Stromverbrauch.
Akteure im Schweizer Regelenergiemarkt
Der Schweizer Regelenergiemarkt umfasst verschiedene Akteure. Dazu gehören die Swissgrid als Übertragungsnetzbetreiberin und qualifizierte Dienstleister die Regelenergie anbieten (Axpo, BKW, CKW, EKZ, SBB, VGT und weitere) die Regelenergie anbieten. Eine Liste aller präqualifizierten Dienstleister ist auf der Homepage von Swissgrid erhältlich. Swissgrid ist das schweizerische Unternehmen, das als nationale Netzgesellschaft für den sicheren Betrieb des Schweizer Stromnetzes verantwortlich ist und das Höchstspannungsnetz mit 380 kV betreibt. Auch Flusskraftwerke sind wichtige Akteure im Schweizer Regelenergiemarkt.
Übertragungsnetzbetreiber als zentrale Spieler
Die Übertragungsnetzbetreiber überwachen das Stromnetz und reagieren auf Schwankungen in der Stromproduktion und dem Stromverbrauch. Sie koordinieren den Einsatz von Regelenergie, um das Netz im Gleichgewicht zu halten und eine unterbrechungsfreie Stromversorgung zu gewährleisten. Swissgrid führt regelmässige Ausschreibungen für die Beschaffung von Regelenergie durch und legt die Kriterien fest, nach denen die Anbieter ihre Dienstleistungen anbieten können. Swissgrid überwacht den Zustand des Stromnetzes in Echtzeit und aktiviert bei Bedarf die entsprechenden Anbieter von Regelenergie, um das Netz in Balance zu halten. (Europaweit wird dies durch ENTSO-E koordiniert).
Darüber hinaus arbeiten die Übertragungsnetzbetreiber eng mit den Anbietern von Regelenergie zusammen, um die benötigte Reserveleistung sicherzustellen. Sie schreiben die benötigte Regelleistung öffentlich über eine Internetplattform aus und kaufen diese von den präqualifizierten Anbietern wie die in Aarau ansässige VGT ein.
Die swissgrid ist damit zentral für die Aufrechterhaltung Netzstabilität und sorgt dafür, dass das Netz im Gleichgewicht bleibt. Sie ist der Drehpunkt bei der Verwaltung und Bereitstellung von Regelenergie.
Anbieter von Regelenergie: Wer sind sie?
Stromproduzenten wie Kraftwerke können Regelenergie zur Verfügung stellen, indem sie ihre Kapazitäten flexibel an die Bedürfnisse des Netzes anpassen. Sie können Strom in das Netz einspeisen oder aus dem Netz entnehmen, um das Gleichgewicht wiederherzustellen.
Auch Stromverbraucher wie Unternehmen oder Haushalte können Regelenergie zur Verfügung stellen, indem sie ihre Stromnachfrage flexibel anpassen. Sie können ihren Stromverbrauch erhöhen oder senken, um das Gleichgewicht im Netz wiederherzustellen (Demand Response).
Stromspeicher wie Batterien können ebenfalls Regelenergie zur Verfügung stellen, indem sie überschüssige Energie speichern und bei Bedarf wieder abgeben. Sie bilden einen Schwerpunkt bei der Optimierung der Regelenergie und bei der Gewährleistung einer stabilen Stromversorgung.
Prozesse und Technologien hinter der Regelenergie
Die Regelenergieoptimierung basiert auf verschiedenen Prozessen und Technologien, um eine effiziente Nutzung der Reserveleistung zu gewährleisten. Zu den Prozessen gehören die Frequenzhaltung und die Aktivierung der verschiedenen Arten von Regelenergie je nach Schwankungen im Netz.
Frequenzhaltung und die technische Umsetzung
Die Frequenzhaltung stellt sicher, dass die Frequenz im Stromnetz konstant bei 50 Hertz gehalten wird, um eine stabile Stromversorgung zu gewährleisten.
Die technische Umsetzung der Frequenzhaltung erfolgt durch die Steuerung der Stromproduktion und des Stromverbrauchs. Wenn die Frequenz im Netz sinkt, signalisiert dies einen Mangel an Stromproduktion. Der Regelpool muss nun zusätzliche Leistung bereitstellen und aktivieren, um das Gleichgewicht wiederherzustellen. Wenn die Frequenz im Netz steigt, deutet dies auf einen Überschuss an Stromproduktion hin, und der Regelpool muss Strom aus dem Netz entnehmen damit sich Produktion und Verbrauch immer die Waage hält.
Innovative Technologien in der Regelenergieoptimierung
Die Digitalisierung ermöglicht eine Echtzeitüberwachung und Steuerung des Stromnetzes, um schnell auf Schwankungen in der Stromproduktion und dem Stromverbrauch zu reagieren. Durch den Einsatz von intelligenten Sensoren und Datenanalyse können die Übertragungsnetzbetreiber die Regelenergie optimal einsetzen und das Netz im Gleichgewicht halten.
Zudem könnten infolge der Digitalisierung neue Geschäftsmodelle sowie Kooperationen im Bereich der Regelleistungsmärkte entstehen. Virtuelle Kraftwerke, bei denen dezentrale Erzeugeranlagen und Verbraucher zusammengefasst werden, können eine erhebliche Rolle bei der Bereitstellung von Regelenergie spielen.
Des weiteren sind Technologien wie Batteriespeicher und Smart Grids wichtig bei der Integration erneuerbarer Energien. Outdoor-Batteriespeicher können überschüssige Energie speichern und bei Bedarf abgeben, während Smart Grids die Kommunikation zwischen Stromerzeugung, -verbrauch und -verteilung optimieren können. Weiter können auch Solaranlagen bei Überschuss gedrosselt oder sogar abgeschaltet werden.
Schlussfolgerung
Zusammenfassend lässt sich sagen, dass die Regelenergie für die Aufrechterhaltung der Stabilität auf dem Energiemarkt eine Schlüsselrolle einnimmt. Die Digitalisierungs- und Automatisierungstrends auf dem Markt ebnen den Weg für effizientere Prozesse in der Energieregulierung. Die sich verschnellernden Vorgänge im Netz erfordern neue Strategien, Digitalisierung und Investitionen um weiterhin eine Stabile Stromversorgung zu erreichen. Die Treiber der Wende nehmen Fahrt auf (E-Mobilität, Solarexpress, Speicherexpress, GENIA EMS, …) Gefordert sind alle – auch Sie als Unternehmer – Investitionen in Ihre Versorgungsinfrastruktur müssen zeitig umgesetzt werden um nicht in Bedrängnis zu kommen.
Häufig gestellte Fragen
Wie wird man Anbieter von Regelenergie?
42technology betreibt zusammen mit Virtual Global Trading (VGT) einen Pool und ermöglicht den Zugang zum Markt zu sehr attraktiven Bedingungen. Somit können wir von der Installation bis zur Vermarktung alles aus einer Hand liefern.
Wie hoch sind die Vergütungen?
Die Höhe der Vergütungen hängen von verschiedenen Bedingungen wie Marktlage, Systemverfügbarkeiten, Situation im Pool, spezifische Pool-Regelfunktionen wie auch von den Fähigkeiten des Pool-Traders ab. Die Teilnahme am Regelenergiemarkt ermöglicht eine sehr attraktive Amortisationszeiten der Stromspeicher-Kosten (typische Amortisation in 5-7 Jahren).
Was muss ich beachten, um Regelenergie anbieten zu können?
Die Energieerzeugungsanlage muss den Vorschriften der Branchenempfehlung VSE und den darin angelehnten Normen VDE-AR-N-4105/4110/4120 entsprechen, je nach Netzanschlusspunkt der Anlage in der Nieder- oder Mittelspannung.
Wer bezahlt die Regelenergie?
Die von Swissgrid zur Verfügung gestellte Regelenergie wird über die Stromrechnung als «Systemdienstleistungen (SDL)» an die Verbraucher weiterverrechnet. Die Erlöse sind sehr attraktiv und eine schnelle Amortisation der Stromspeicher-Kosten mit Regelenergie wird dadurch ermöglicht.
Welche Risiken bestehen für die Netzstabilität ohne Regelenergie?
Es ist wichtig, dass es Regelenergie gibt, um das Gleichgewicht im Netz aufrecht zu erhalten und die Schwankungen in der Stromerzeugung und -verbrauch auszugleichen. Ohne Regelenergie können Frequenzschwankungen vorkommen, die die Netzstabilität bedrohen oder zu Stromausfällen führen kann.
Zukunftsperspektiven: Wie entwickelt sich der Regelenergiemarkt weiter?
Um die steigenden Anforderungen des Energiemarktes zu erfüllen, muss sich der Regelenergiemarkt weiterentwickeln. Erneuerbare Energien werden weiterhin ausgebaut und gepaart mit erhöhtem Stromverbrauch wird wahrscheinlich die Nachfrage nach Regelleistung steigen. Es wird auch neue Technologien und Lösungen geben, um die Effizienz und Flexibilität bei der Regelung von Energie zu verbessern. Die Digitalisierung sowie Automatisierung werden hierbei eine Schlüsselrolle für den zukünftigen Entwicklungsweg des Regelenergiemarktes spielen: Damit eine verlässliche Elektrizitätsquelle entsteht und der Prozess zur Integration erneuerbarer Energien in das Netzwerk beschleunigt wird, sind alle bedeutenden Schritte zu unternehmen.
Welche Anlagen eignen sich für die Teilnahme am Regelenergiemarkt?
Verschiedene Energieerzeuger oder -verbraucher können sich als Schwarm zu einem sogenannten «virtuellen Kraftwerk» zusammenschliessen. Der Verwalter des virtuellen Kraftwerks, ein bei der Swissgrid präqualifizierter Anbieter, bietet diese Leistungen an.
Folgende Anlagetypen bieten sich für eine Teilnahme am Regelenergiemarkt an (Liste nicht abschliessend).
– Notstromanlagen/Dieselgeneratoren (SRL+, TRL+)
– Batteriespeicher (PRL, SRL +/-, TRL +/-)
– Blockheizkraftwerke (SRL-, TRL-)
Wärmepumpen, steuerbare Motoren und Lasten, Prozesse (SRL-, TRL-)
Durch die Einbindung Ihrer Anlage in ein virtuelles Kraftwerk können Sie am Regelenergiemarkt teilnehmen. Der Anbieter erledigt die Abwicklung der Handelsaktivitäten und Abrechnung innerhalb des Kraftwerks, die Schaltungen im Falle eines Abrufs und trägt das Risiko gegenüber Swissgrid.
Was hat die Regelenergie mit 42technology AG zu tun?
Effiziente und sichere Energielösungen in der Schweiz, das ist was 42technology für Sie bedeutet. Unsere massgeschneiderten Batteriespeicherlösungen für die Industrie (Indoor- und Outdoor-Stromspeicher) ermöglichen eine flexible und ökonomisch smarte Energieversorgung. Energieeffizienztechnologien, Blockheizkraftwerke (BHKW) und Notstrom oder Peak-Shaving. Zusammen mit Virtual Global Trading (VGT) ermöglichen wir den Zugang für Unternehmen zum Schweizer Energiemarkt zu attraktiven Konditionen.