Regelenergie: Wie das Stromnetz im Gleichgewicht bleibt
In jedem Augenblick muss genauso viel Strom ins Netz fließen, wie verbraucht wird. Ganz gelingt das nie. Die Windprognose liegt daneben, ein Kraftwerksblock fällt aus, ein Industriebetrieb fährt früher hoch als angemeldet. Die Folge ist eine Abweichung der Netzfrequenz von ihrem Sollwert von 50 Hertz. Um sie auszugleichen, halten die Übertragungsnetzbetreiber Regelleistung vor. Die Energie, die dabei tatsächlich abgerufen wird, heißt Regelenergie.
Regelenergie gehört zu den Systemdienstleistungen, also den Aufgaben, mit denen Netzbetreiber den sicheren Betrieb gewährleisten. Neben der Frequenzhaltung zählen dazu die Spannungshaltung, für die Anlagen Blindleistung bereitstellen, der Versorgungswiederaufbau nach einem großflächigen Ausfall und die Betriebsführung mit Eingriffen wie dem Redispatch.
Drei Regelstufen, gestaffelt nach Tempo
Regelleistung wird in Stufen eingesetzt, die einander ablösen:
- Primärregelleistung, international FCR genannt, reagiert automatisch und muss nach spätestens 30 Sekunden vollständig bereitstehen. Sie bremst den Frequenzabfall oder -anstieg, ohne die Abweichung ganz zu beseitigen.
- Sekundärregelleistung (aFRR) steuert der Netzbetreiber automatisch an. Sie ist nach spätestens fünf Minuten voll aktiviert und führt die Frequenz auf 50 Hertz zurück.
- Minutenreserve (mFRR) übernimmt bei länger anhaltenden Ungleichgewichten und muss innerhalb von etwa einer Viertelstunde vollständig zur Verfügung stehen.
Die Primärregelung ist eine Gemeinschaftsaufgabe. Im kontinentaleuropäischen Verbund werden insgesamt rund 3.000 Megawatt vorgehalten, die Länder teilen sich diese Menge nach einem festen Schlüssel.
Ursache für den Bedarf sind meist Abweichungen in den Bilanzkreisen. Jeder Lieferant und Händler soll Einspeisung und Entnahme in seinem Bilanzkreis für jede Viertelstunde ausgleichen. Gelingt das nicht, gleichen die Übertragungsnetzbetreiber die Differenz aus und berechnen dafür den Ausgleichsenergiepreis. Die vier deutschen Regelzonen arbeiten seit 2010 im Netzregelverbund zusammen. Gegenläufige Abweichungen heben sich dort auf, bevor überhaupt Regelleistung fließt.
So funktioniert der Markt
Beschafft wird über tägliche Ausschreibungen auf der gemeinsamen Plattform der Übertragungsnetzbetreiber, aufgeteilt in Zeitscheiben von vier Stunden. Seit Ende 2020 gibt es für Sekundärregelung und Minutenreserve einen eigenen Regelarbeitsmarkt. Ein Anbieter erhält einen Leistungspreis dafür, dass er Kapazität bereithält. Wird er tatsächlich abgerufen, bekommt er zusätzlich den Arbeitspreis, den er geboten hat. Inzwischen sind die deutschen Netzbetreiber an die europäischen Plattformen PICASSO für Sekundärregelung und MARI für Minutenreserve angeschlossen, über die Regelenergie grenzüberschreitend ausgetauscht wird.
Wer anbieten will, muss beim Anschlussnetzbetreiber eine Präqualifikation bestehen. Geprüft werden unter anderem Reaktionsgeschwindigkeit, Verfügbarkeit und die sichere Anbindung an die Leitwarte. Das kleinste zulässige Angebot liegt bei einem Megawatt.
Bezahlt wird das System von zwei Seiten. Die Kosten für die Vorhaltung der Regelleistung fließen in die Netzentgelte und landen damit bei allen Netznutzern. Die Kosten für die abgerufene Energie tragen über den Ausgleichsenergiepreis die Bilanzkreisverantwortlichen, die das Ungleichgewicht verursacht haben.
Batterien, Pools und flexible Verbraucher
Früher stellten fast ausschließlich große thermische Kraftwerke und Pumpspeicher die Regelleistung. Das hat sich stark verändert. Bei der Primärregelung haben Batteriespeicher den Markt weitgehend übernommen, weil sie in Sekundenbruchteilen reagieren und keinen Brennstoff verbrauchen, solange sie nur bereitstehen.
Anlagen, die allein unter der Mindestgröße liegen, werden gebündelt. Ein Aggregator, häufig Betreiber eines virtuellen Kraftwerks, fasst Biogasanlagen, Notstromaggregate, Wärmepumpen oder industrielle Prozesse zusammen und bietet sie als einen Pool an. Gegenüber dem Netzbetreiber tritt er als ein Anbieter auf und übernimmt die Steuerung der einzelnen Einheiten.
Auch die Nachfrageseite macht mit. Betriebe mit flexiblen Prozessen, etwa Elektrolysen, Kühlhäuser oder große Pumpen, können ihre Last kurzfristig senken oder erhöhen. Für sie ist das eine zusätzliche Einnahmequelle. Für das Netz ersetzen sie einen Teil der Flexibilität, die mit jedem stillgelegten Kohlekraftwerk wegfällt.
Leicht verdientes Geld ist Regelenergie allerdings nicht mehr. Mit dem schnellen Zubau von Batteriespeichern ist der Wettbewerb um die Vorhaltung deutlich härter geworden, und die Preise schwanken stark. Wer ein Geschäftsmodell darauf aufbaut, rechnet heute mit mehreren Erlösquellen, etwa Regelleistung und Stromhandel zugleich.
Hier schreibt Matthias! Ich bin begeisterter Blogger und beschäftige mich tagtäglich mit neuen effizienten Energiesystemen. Zudem bin ich Befürworter der Energiewende.
