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Das Ziel für die Schweiz, den Ausbau der Erneuerbaren Energien voranzutreiben, ist bereits im ersten Massnahmenpaket der Energiestrategie 2050 festgeschrieben. Unter anderem soll sich die aus Windenergie erzeugte Leistung von bisher 100 Gigawattstunden bis zum Jahr 2020 versechsfachen und bis 2050 sogar vervierzigfachen. Aktuell stammen lediglich 0.2% des Strombedarfs aus Windenergie, folgt man jedoch den Zubauzielen, wird sich der Anteil der Erneuerbaren im Jahr 2050 auf acht Prozent des schweizerischen Gesamtenergiebedarfs erhöhen. Dies eröffnet neue Möglichkeiten, wie zum Beispiel den Einbezug von Windenergie in den Regelleistungsmarkt.

Naturgemäss unterliegen die Erneuerbaren Energien Schwankungen in der Produktion. An windigen Tagen werden Überschüsse erzeugt, die möglicherweise nicht verbraucht oder vom Netz aufgenommen werden können; an windstillen Tagen müssen Engpässe aus dem öffentlichen Netz ausgeglichen werden. Auch wenn sich die Prognosegenauigkeit für die Erneuerbaren in den letzten Jahren enorm verbessert hat, speisen diese nicht immer zu Zeiten einer hohen Last bzw. eines hohen Verbrauchs ein. Plötzliche Abweichungen haben direkte Auswirkungen auf die Netzfrequenz. Die sogenannte Frequenzhaltung ist Aufgabe der Swissgrid. In der Vergangenheit wurde die Stabilisierung der Stromversorgung vor allem von konventionellen Kraftwerken bereitgestellt. Seit kurzem können aber auch kleinere Anlagen, welche durch Pooling zusammengeschaltet sind, am Regelenergiemarkt teilnehmen.

Herausforderungen und erste Lösungsansätze in Deutschland

Der Ausbau der Erneuerbaren Energien stellt in vielfältiger Hinsicht neue Anforderungen an das bestehende Energiesystem und verändert neben dem Stromhandel die Verteilung und den Transport von Elektrizität massgeblich. Eine der Herausforderungen welche sich durch den Ausbau der erneuerbaren Energien ergibt, ist die Gewährleistung der Netzstabilität. In Deutschland wo in Folge des Gesetzes für den Ausbau erneuerbarer Energien (EEG) mittlerweile über 42 GW installierte Leistung an Windenergie in die Stromnetze einspeist, sollen Windenergieanlagen zukünftig auch an den Ausschreibungen des Minutenreservemarkts teilnehmen können. Fehlte es dort in der Vergangenheit noch an abgestimmten Verfahren und Regeln nach denen die Anlagen auch mit der notwendigen Sicherheit fest zugesagte Regelleistung anbieten können, ist dies nun seit Ende Dezember 2015 im Rahmen eines zweijährigen Pilotprojekts möglich.

Im Zentrum des «Leitfaden zur Präqualifikation von Windenergieanlagen zur Erbringung von Minutenreserveleistung im Rahmen einer Pilotphase» steht neben dem Verfahren, mit welchem das mögliche Leistungsangebot berechnet wird, die Verlässlichkeit, mit der die Anbieter Gebote im Fall eines Abrufs erfüllen können. Der Leitfaden unterscheidet zwischen zwei Verfahren zur Bereitstellung von Regelenergie: das Verfahren «Fahrplan» und das der «möglichen Einspeisung». Das Verfahren «Fahrplan» hat den entscheidenden Nachteil, dass die Anlagen auf einen vorher per Fahrplan angegebenen Leistungswert geregelt werden und zu einem definierten Zeitpunkt X die Regeleistung erbringen. Dies verschenkt wertvolle Windenergie, da die Anlagen künstlich reduziert nur einen Bruchteil der möglichen Energie erzeugen. Im Verfahren «Mögliche Einspeisung» wird die Anlage nicht auf einem vorab definierten Niveau gehalten, sondern über Berechnungsverfahren wird die Strommenge ermittelt, welche der Betreiber ohne den Abruf von Regelenergie erzeugt hätte. Im Idealfall stimmt dieser berechnete Wert mit dem unabhängig gemessenem Ist-Einspeisewert überein. Da eine Prognose auch immer mit Unsicherheiten verbunden ist, wird für die Bereitstellung und Erbringung von Regelleistung ein hohes Mass an Zuverlässigkeit gefordert. Die deutschen ÜNBs haben ein Sicherheitslevel von 99,994% für die Regelleistungvorhaltung aus Windenergie definiert. Das heisst, dass lediglich 0,006% der angebotenen Leistung nicht komplett zur Verfügung stehen dürfen. Mittlerweile ist in Deutschland ein 89 MW Windpark für die Erbringung von Minutenreserveleistung präqualifiziert und nimmt an den täglichen Ausschreibungen teil.

Ein Blick nach Dänemark

Welche Bedeutung die Erbringung von Regelenergie aus Windkraftanlagen in anderen Ländern Europas mittlerweile hat, lässt sich auch in Dänemark beobachten. Im Vergleich zu Deutschland ist die installierte Leistung mit knapp über 5 GW vergleichsweise gering, jedoch tragen diese schon zu über 42% an der Bruttostromerzeugung bei. Seit 2011 können Windanlagenbetreiber in Dänemark am Regelenergiemarkt teilnehmen. Bemerkenswert ist dabei vor allem die geringe Vorlaufzeit. In Dänemark können Regelenergieangebote bis 45 Minuten vor der Betriebsstunde eingesendet oder geändert werden. Damit verbessert sich die Vorhersagegenauigkeit für die anzubietende Regelleistung erheblich was wiederrum im direkten Verhältnis zum möglichen Angebotsvolumen steht.

In der Diskussion um die Energiestrategie ist der Einbezug von Windenergieanlagen in diese Systemdienstleistung noch nicht thematisiert worden. Dabei wäre es nur konsequent, neben der vorgesehenen Einführung der Direktvermarktung für die Erneuerbaren Energien diese auch bei der Stabilisierung der Stromversorgung mit einzubeziehen. Sie würden damit dazu beitragen, dass das durch die schwankende Einspeisung (starke Solareinspeisung) mitverursachte Ungleichgewicht des Stromnetzes durch die (Wind-)Anlagen selbst auch wieder ausgeglichen werden kann.

Welche Vorteile ergeben sich durch die Einbeziehung von Windenergie in den Regelleistungsmarkt?

Die Teilnahme von Windenergieanlagen am Regelenergiemarkt bietet den Vorteil, dass auch die Erneuerbaren Energien Ihren Beitrag zur Netzstabilität leisten. Diese Einschätzung teilen auch die deutschen Übertragungsnetzbetreiber, sie sind der Überzeugung, dass durch die Einbeziehung von Windenergie zur Erbringung von Regelleistung mittel- bis langfristig immer weniger Regelleistung durch konventionelle Kraftwerke vorgehalten werden müsste. Auch für die Schweizer Stromkunden würde die Einbeziehung der Windanlagen Vorteile bringen. Da die Beschaffung der Regelleistung über die SDL Abgabe auf die Schweizer Endkunden umgelegt wird, bietet die Öffnung des Marktes die Chance die Zahl der Anbieter von Regelenergie zu erhöhen, was wiederrum den Wettbewerb  fördert und die Preise für die Allgemeinheit sinken lässt. Denn negative Regelleistung kann aus fluktuierenden Erneuerbaren Energien ohne Opportunitätskosten vorgehalten werden.

Die Vorteile überwiegen:

  • Der Einbezug der Windkraft führt zu einer weiteren Diversifikation der Anbieter, die Abhängigkeit von der Bereitstellung von Regelenergie durch Wasserkraftwerke sinkt
  • Die Minutenreserveleistung kann durch die neuen Anbieter im Markt kostengünstiger beschafft werden, der Schweizer Stromkunde profitiert hiervon direkt, die Belastung über die SDL Abgabe sinkt
  • Der Wettbewerb führt zu Innovationen in den Bereichen intelligente Energienetze
  • Die Produzenten tragen mit der Teilnahme am Regelenergiemarkt zur Systemstabilität bei und sind bei Abrufen finanziell besser gestellt

Mit der in naher Zukunft bevorstehenden Verabschiedung des ersten Massnahmenpakets der Energiestrategie 2050 und den darin festgeschriebenen Ausbaupfaden für die Erneuerbaren stellt sich die Frage, wann die Swissgrid konkrete Präqualifikationsbestimmungen für die Teilnahme von Windkraftanlagen als Anbieter von Systemdienstleistungen veröffentlicht. Neben klar definierten Vorgaben sollte im gleichen Schritt auch über eine Verkürzung der gegenwärtigen Ausschreibungsfristen und Produktlängen nachgedacht werden. Mit einer überschaubaren Verschiebung der Fristen für die SRL und MRL Gebotsabgabe auf einen früheren Zeitpunkt könnte der Beitrag von Windkraftanlagen zur Sicherung der Systemstabilität deutlich zunehmen.

Die Windkraft welche durch Ihre fluktuierende Einspeisung in gewissem Mass zu Netzschwankungen beiträgt, kann mit der Teilnahme am Regelenergiemarkt gleichzeitig Teil der Lösung sein. Worauf noch warten?

Markus Bergmann

Markus Bergmann

Markus Bergmann, Originator Handel, ist verantwortlich für die Direktvermarktung Deutschland innerhalb der BKW. Neben der Bewirtschaftung der BKWeigenen Anlagen und der Vermarktung des Erneuerbaren Stroms von Dritten, steht die Entwicklung neuer Produkte rund um die Erneuerbaren Energien im Fokus.