Zeit für die Umstellung vom Energieverbraucher zum Energie-„Prosumer“

Zweifellos wird in den meisten großen Anlagen auf bestimmte Art und Weise Energie erzeugt, doch dies dient zur Aufrechterhaltung des Betriebs bei einem Ausfall der Stromversorgung und nicht als primäre Energiequelle.

Es gibt jedoch Hinweise darauf, dass sich dieser Zustand ändert. Es gab bereits zuvor Bestrebungen, in kritischen Anlagen vermehrt Batterien oder Generatoren einzusetzen, um sich am so genannten Regelenergiemarkt (Demand/Response) zu beteiligen. Dabei wird weniger Strom aus dem Netz bezogen bzw. Strom eingespeist, doch bislang hat sich dieses Modell noch nicht richtig durchgesetzt.

Allerdings unterstützt das Aufkommen neuer Technologien die so genannten „Critical Energy (CE)“-Services und aufgrund der sich ständig verändernden Energielandschaft könnte die Bedeutung dieser Modelle künftig zunehmen. Dadurch könnte die Zahl der so genannten „Energie-Prosumer“ steigen, die aktiv eine interaktive und transaktive Beziehung mit dem Stromnetz unterhalten.

Kritische Energielandschaft

Kritische Energie-Services können im Allgemeinen in zwei Kernbereiche unterteilt werden:

• „Front of the meter“ (FTM): Zum Beispiel kann eine zentrale, batteriebasierte Energiespeicherung zur Stromversorgung („Utility Scale“) dazu beitragen, die Auswirkungen durch schwankungsanfällige erneuerbare Energiequellen zu bewältigen.
• „Behind the Meter“ (BTM): Mithilfe von Dieselgeneratoren, USV-Batterien oder sonstiger lokaler Energieerzeugungstechnologien werden die Betreiber kritischer Infrastrukturen vom Stromnetz bzw. von der Einspeisung von Strom ins Netz unabhängig.

Da es sich bei diesen Bereichen um relativ unterschiedliche Märkte mit unterschiedlichen Teilnehmern handelt, möchten wir unser Augenmerk auf das BTM-Szenario richten.

Laut einer Online-Umfrage, die wir in unserem kürzlichen Webcast zu diesem Thema durchgeführt haben, waren ca. 68 Prozent der Teilnehmer der Meinung, dass im Jahr 2019 ein wesentlicher Teil des Wachstums bei Energiespeicher-Systemanwendungen auf den Bereich BTM-Services entfallen wird.

Zu den wichtigsten Aktivitäten bei BTM-Services zählen:

• Demand-/Response-Services
• Energiekostenoptimierung
• Microgrid-Integration

Bestimmte Unternehmen könnten von einem Engagement im Bereich BTM-CE-Services profitieren, darunter Rechenzentren und sonstige Betreiber großer kritischer Infrastrukturen, die am Energiemarkt teilnehmen können.

Dem auf den Energiemarkt spezialisierten Beratungshaus Navigant Research zufolge werden sich die USA, Deutschland, Japan, Australien und Südkorea zu den führenden Märkten für BTM-Services entwickeln. Allerdings ist auch Großbritannien auf dem besten Wege, sich schon bald zu einem starken Markt für verteilte Energiespeicherung zu entwickeln.

Allerdings ist zu beachten, dass der Zugang zu Energiemärkten oftmals nicht einfach ist und in der Regel komplexe Bestimmungen eingehalten und schwierige Vertragsverhandlungen geführt werden müssen. Auch die Bestimmungen und deren Umsetzung unterscheiden sich je nach Region.

BTM: Aggregatoren im Vergleich zu Eigenbetrieb

Bei genauerer Betrachtung der BTM-Services erkennt man zwei Haupteinstiegspunkte für Unternehmen:

• Aggregatoren. Dabei handelt es sich gewissermaßen um Unternehmen, die die Teilnahme von kleinen Energiespeichereinheiten am Strommarkt ermöglichen. Der Strommarkt ist insbesondere für kleinere Unternehmen nicht leicht zugänglich. Aggregatoren kombinieren mehrere kleinere Energiespeicherquellen, damit sie im zur öffentlichen Stromversorgung erforderlichen Rahmen Unterstützung leisten können. Der Aggregator kann den Zustand batteriebetriebener Geräte, z. B. unterbrechungsfreie Stromversorgungen (USV), steuern.
• Eigenbetrieb. In diesem Szenario steht der Kunde direkt mit einem nationalen Netzbetreiber in Verbindung. Aus technischer Sicht ist dies zwar komplizierter, doch alle entsprechenden Umsätze verbleiben beim Kunden. Allerdings ist wahrscheinlich nach wie vor externe Unterstützung durch Beratungsunternehmen, Systementwickler usw. erforderlich. Die andere Herausforderung besteht darin, dass sich der Kunde selbst um Verträge und Ausschreibungen kümmern muss, bei denen teilweise alle sechs Monate oder sogar noch häufiger Neuverhandlungen anstehen – ggf. sogar täglich.

Kritische Infrastrukturlösungen für „Prosumer“: USV der nächsten Generation

Welche Technologien ermöglichen es Betreibern also, am Markt für kritische Energie-Services teilzunehmen? Ein gutes Beispiel ist die so genannte USV der nächsten Generation. Die Hauptaufgabe jeder unterbrechungsfreien Stromversorgung ist der Lastschutz und die Bereitstellung einer optimalen Stromqualität. Doch in Anbetracht der Herausforderungen und Chancen im Zusammenhang mit den Stromnetzen der nächsten Generation sind wir der Ansicht, dass es Möglichkeiten zur Entwicklung von USV-Services der nächsten Generation gibt. Diese Systeme werden weiterhin Reservestromversorgung und hohe Stromqualität, aber auch folgende Funktionen bieten:

• Nachfrage-Management
• Energie-Arbitrage
• Netz-Services

Wenn ein Unternehmen wie Vertiv sich an seine Kunden wendet und ihnen den Einsatz einer USV mit Netzunterstützung vorschlägt, muss natürlich die Leistung der Batteriebank in Kilowattstunden berücksichtigt werden. Unsere Kunden haben uns gebeten, die in den Batterien gespeicherten Kilowattstunden zu verringern, da einige von ihnen gerade einmal fünf Minuten oder weniger Batteriespeicherzeit benötigen. Doch um diese neuen kritischen Energie-Services nutzen zu können, müssen Kunden oftmals strategischer und langfristiger in Batterien investieren. Der Vorteil besteht jedoch darin, dass es sich um eine schrittweise Investition handelt. Wir können gemeinsam mit unseren Kunden einen Business Case entwickeln, bei dem schrittweise Kosten den schrittweise erzielten Umsätzen gegenübergestellt werden.

Eine USV mit Netzunterstützung hat einige bemerkenswerte Tricks auf Lager. Zum Beispiel Peak Shaving oder das zeitliche Versetzen der Stromversorgung (Time Shifting). Die Batterien werden bei noch geringem Energiebedarf in den Morgenstunden geladen, damit sie in Spitzenzeiten entladen werden können, um die Gesamtlast im Netz zu verringern.

Sowohl dem Kunden als auch dem Netzbetreiber bietet dieses Konzept Vorteile. Auch wenn der Kunde tagsüber höhere Stromausgaben hat – insbesondere in Spitzenzeiten – sollten sich die Stromkosten insgesamt gesehen verringern. Der Vorteil für das Netz besteht darin, dass das Lastprofil tagsüber geglättet wird.

Unterbrechungsfreie Stromversorgung der nächsten Generation – Risiken und Vorteile

Besonders hervorzuheben ist, dass all diese Aktivitäten die Hauptaufgabe der USV – den Lastschutz – in keiner Weise beeinflussen oder gefährden. Die für Netz-Services genutzte Kapazität ergänzt die zentrale Stromredundanz, die zum Schutz der Last erforderlich ist. Es muss sichergestellt werden, dass immer eine ausreichende USV-Batteriekapazität (Kilowattstunden) zur Verfügung steht, um die Last bei einer Unterbrechung der Netzversorgung mit Reservestrom versorgen zu können. Dies wird durch eine Festverdrahtung in der USV-Steuerung oder über den externen Site Controller ermöglicht.

Wenn also die Risiken für die Last verringert werden können, welche Vorteile ergeben sich konkret aus Investitionen in Netzunterstütungs-Services? Die Tabelle unten beinhaltet nähere Angaben zu einem praktischen Beispiel einer Anlage in Irland.

Dieser Markt befindet sich in der Entwicklung, sodass sich die Umsätze im Laufe der Zeit verändern dürften. Doch auch für große Anlagen werden diese Umsatzzahlen langsam interessant.

Zum Beispiel könnte diese zusätzliche Umsatzquelle für die Betreiber von Colocation-Rechenzentren, deren Geschäftsmodell im Wesentlichen auf konkurrenzfähigen Quadratmeterpreisen basiert, durchaus interessant sein. Voraussetzung hierfür ist natürlich, dass die Hauptaufgabe des Lastschutzes erfüllt wird. Dazu bemüht sich Vertiv darum, die Service-Level-Agreements (SLAs) zu stärken, die gewerbliche Rechenzentrumsanbieter mit ihren Kunden abgeschlossen haben, wenn sie sich an der Netzversorgung beteiligen möchten.

Lithium-Ionen-Akkus

Lithium-Ionen-Batterien werden für Anwendungen wie verteilte Energiespeicherung bzw. sogar Energiespeicherung für Stromversorgung zunehmend interessant. Dafür gibt es einige Gründe:

• Lange Lebenszyklen
• Hoher Wirkungsgrad
• Hohe Energiedichte
• Möglichkeit der Entladung ohne Auswirkungen auf die Batterielebensdauer
• Schnelle Ladung und Entladung
• Niedrigere Preise im Vergleich zu früher.

Für Peak Shaving oder Time Shifting ist die Möglichkeit, Batterien innerhalb eines festen Zeitraums entladen bzw. laden zu können, von entscheidender Bedeutung. Der Preis pro kWh ist in den letzten Jahren gefallen und die Preise dürften künftig weiter sinken.

Fazit

Es zeichnen sich neue Möglichkeiten ab, mithilfe bestehender Anlagen – zum Beispiel USVen und Generatoren – Umsätze zu generieren, die auch die Hauptaufgabe solcher Anlagen, nämlich den Lastschutz, weiterhin gewährleisten. Diese Services gewinnen zunehmend an Bedeutung, da die herkömmliche Energieerzeugung sich weiterhin der Konkurrenz durch erneuerbare, jedoch schwankungsanfälligere Energien ausgesetzt sieht. Um Schwankungen durch den Einsatz erneuerbarer Energiequellen auszugleichen, werden neue Energiespeicherungs-Services sowohl im „Front-of-the-Meter“- als auch im „Behind-the-Meter“-Bereich benötigt. Die Betreiber von Rechenzentren und anderen Arten von kritischen Infrastrukturen müssen in dieser sich wandelnden Energielandschaft, die neue Möglichkeiten zur Generierung von Umsätzen und Senkung von Kosten eröffnet, eine Schlüsselrolle einnehmen.

Sehen Sie sich das Webcast „How to Earn Revenue from Stored Power in UPS Systems and Generators for Grid Services?“ (Erzielen von Umsätzen aus in USV-Systemen und Generatoren gespeicherter Energie für Netz-Services) an – Juni 2018: https://www.vertivco.com/de-emea/about/news-and-insights/events/webcast-how-to-earn-revenue-from-stored-power-in--ups-systems-and-generators-for-grid-services/