Regelenergie

Regelenergie – Der Herzschlag des Stromnetzes

Regelenergie ist die “Eingreiftruppe” des Stromnetzes. Ihre Aufgabe ist es, das Gleichgewicht zwischen Stromerzeugung und -verbrauch in jeder Sekunde aufrechtzuerhalten. Dieses Gleichgewicht ist entscheidend, um die Netzfrequenz im europäischen Verbundnetz stabil bei 50 Hertz (Hz) zu halten. Schon kleinste Abweichungen können die Netzstabilität gefährden. Durch die zunehmende Einspeisung von volatilen erneuerbaren Energien wie Wind und Sonne wird die Bereitstellung von Regelenergie immer wichtiger.

Definition: Die drei Stufen der Netzstabilisierung

Wenn die tatsächliche Netzfrequenz vom Sollwert (50 Hz) abweicht, wird Regelenergie in einem dreistufigen, kaskadenartigen System aktiviert. Die Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) beschaffen die dafür nötige Leistung auf dem Regelenergiemarkt.

1. Primärregelleistung (PRL) / Frequency Containment Reserve (FCR):
   Die erste Abwehrlinie. Sie wird bei Frequenzabweichungen automatisch und dezentral innerhalb von 30 Sekunden vollständig aktiviert. Ihre Aufgabe ist es, die Frequenzabweichung sofort zu stoppen und das Netz zu stabilisieren.
2. Sekundärregelleistung (SRL) / automatic Frequency Restoration Reserve (aFRR):
   Die zweite Stufe. Sie wird von den ÜNB zentral angefordert und muss innerhalb von 5 Minuten vollständig verfügbar sein. Ihre Aufgabe ist es, die Primärregelleistung abzulösen und die Netzfrequenz wieder auf exakt 50 Hz zurückzuführen.
3. Minutenreserve (MRL) / Manual Frequency Restoration Reserve (mFRR):
   Die dritte und langsamste Reserve. Sie wird manuell von den ÜNB aktiviert und zur Ablösung der Sekundärregelleistung eingesetzt. Nach Angaben der Bundesnetzagentur ist die Minutenreserve mit einer Vorlaufzeit von bis hinunter zu 7,5 Minuten zu erbringen und wird mindestens 15 Minuten lang in konstanter Höhe abgerufen. Sie dient als wirtschaftliche Reserve bei länger andauernden Ungleichgewichten.

Warum BESS für Regelenergie ideal sind

Batteriespeichersysteme (BESS) sind konventionellen Kraftwerken bei der Bereitstellung von Regelenergie, insbesondere der wirtschaftlich attraktiven Primärregelleistung Primärregelleistung (FCR), technologisch weit überlegen.

• Extreme Reaktionsgeschwindigkeit: BESS können ihre volle Leistung in Millisekunden bereitstellen und übertreffen die geforderten 30 Sekunden für FCR bei Weitem.
• Präzision: Die digitale Steuerung ermöglicht eine exakte und feingranulare Leistungsabgabe, die genau der Anforderung entspricht.
• Symmetrie (Positive & Negative Regelenergie): BESS können bei Frequenzabfall (zu wenig Erzeugung) sofort Energie einspeisen (positive Regelenergie) und bei Frequenzanstieg (zu viel Erzeugung) sofort Energie aufnehmen (negative Regelenergie). Konventionelle Kraftwerke können oft nur in eine Richtung und nicht so schnell regeln.
• Emissionsfreiheit und Effizienz: Im Gegensatz zu Turbinen, die im Stand-by laufen müssen, erbringen BESS diese Dienstleistung im Betrieb emissionsfrei und ohne Leerlaufverluste.

Diese technischen Vorteile machen BESS zu einem der effizientesten und wichtigsten Akteure auf dem Regelenergiemarkt, was einen zentralen Erlösstrom im Betrieb darstellt.

Häufig gestellte Fragen (FAQ)

Warum ist die stabile Netzfrequenz von 50 Hz so entscheidend?

Die Netzfrequenz von 50 Hz ist der zentrale Taktgeber des europäischen Stromnetzes. Wie die Bundesnetzagentur erklärt, müssen sich Erzeugung und Verbrauch elektrischer Energie immer die Waage halten, da sich Energie nur sehr geringfügig im Netz speichern lässt. Die Netzfrequenz ist der direkte Indikator für dieses Gleichgewicht: Übersteigt die Erzeugung den Verbrauch, steigt die Frequenz; übersteigt der Verbrauch die Erzeugung, sinkt sie. Weicht die Frequenz zu stark ab, lösen Schutzmechanismen aus, die Kraftwerke und Netzabschnitte automatisch vom Netz trennen – eine Kettenreaktion, die im schlimmsten Fall zu einem großflächigen Blackout führt. Regelenergie gleicht diese Abweichungen aus und ist damit das entscheidende Steuerungsinstrument für die Systemstabilität und Versorgungssicherheit.

Sind BESS für alle Regelenergie-Arten (FCR, aFRR, mFRR) gleich gut geeignet?

Technisch ja, aber wirtschaftlich gibt es klare Schwerpunkte. BESS spielen ihre Stärken vor allem bei den schnellen Regelenergie-Produkten aus:

• • Primärregelleistung (FCR): Hier sind BESS unschlagbar. Ihre sekundenschnelle, präzise Reaktion ist für diese “Sprint-Disziplin” ideal und macht sie zur dominanten Technologie in diesem hochdotierten Markt.
  • Sekundärregelleistung (aFRR): Auch hier sind BESS sehr gut geeignet, da die Aktivierungszeit von 5 Minuten problemlos eingehalten wird. Da die Abrufe potenziell länger dauern können als bei FCR, spielt hier die gespeicherte Energiemenge (MWh) eine größere Rolle als die reine Leistung (MW).
  • Minutenreserve (mFRR): Für diese langsamste Reserve sind BESS technisch überqualifiziert. Da hier 7,5 Minuten zur Aktivierung zur Verfügung stehen, können auch trägere Kraftwerke diese Aufgabe übernehmen. Die Vermarktung in der mFRR ist für BESS daher meist weniger profitabel als in den schnelleren Märkten.

Muss ein BESS für Regelenergie immer halb voll sein?

Ja, für die Bereitstellung von symmetrischer Primärregelleistung (FCR) ist das ideal. Ein Ladezustand (State of Charge, SOC) von ca. 50 % stellt sicher, dass der Speicher jederzeit die gleiche Menge an Leistung einspeisen (entladen) wie aufnehmen (laden) kann, um auf positive und negative Frequenzabweichungen gleichermaßen vorbereitet zu sein.

Was ist der Unterschied zwischen positiver und negativer Regelenergie?

• • • Positive Regelenergie wird benötigt, wenn der Verbrauch die Erzeugung übersteigt (Frequenz < 50 Hz). Das BESS speist Energie ins Netz ein.
    • Negative Regelenergie wird benötigt, wenn die Erzeugung den Verbrauch übersteigt (Frequenz > 50 Hz). Das BESS entzieht dem Netz Energie, indem es sich auflädt.

Welche Mindestgröße muss ein BESS für Regelenergie haben?

Für die Teilnahme am Regelenergiemarkt gelten folgende Mindestleistungen:

• • • Primärregelleistung (FCR): 1 MW
    • Sekundärregelleistung (aFRR) & Minutenreserve (mFRR): 5 MW

Kleinere Speicher können über einen Poolbetreiber (Aggregator) gebündelt werden, um diese Schwelle zu erreichen.

Verdient ein Speicher nur Geld, wenn Regelenergie abgerufen wird?

Nein. Das Erlösmodell auf dem Regelenergiemarkt unterscheidet sich je nach Regelenergieprodukt:
Bei der Primärregelleistung (FCR) gibt es ausschließlich einen Leistungspreis (€/MW) für die reine Bereitstellung und Verfügbarkeit der Leistung, unabhängig vom tatsächlichen Abruf. Da die FCR symmetrisch und kontinuierlich um den Arbeitspunkt schwingt, erfolgt keine separate Abrechnung eines Arbeitspreises.
Bei der Sekundärregelleistung (aFRR) und der Minutenreserve (mFRR) besteht das Erlösmodell aus zwei Komponenten:

• • 1. Leistungspreis (€/MW): Vergütung für die Bereitstellung und Verfügbarkeit der Leistung.
    2. Arbeitspreis (€/MWh): Zusätzliche Vergütung für die tatsächlich abgerufene Energiemenge.

Ein BESS erzielt also bereits Einnahmen, indem es sich für den Notfall bereithält – bei der FCR sogar ausschließlich über die Bereitstellung.