Optimierung der Wirtschaftlichkeit von Großbatterien für eine profitable Energiewende

Der steigende Anteil an erneuerbaren Energien, die im Zuge der Dekarbonisierung immer wichtiger werden, bringt Herausforderungen mit sich: darunter der Ausgleich von Frequenzschwankungen, um Netzstabilität aufgrund der häufig volatilen Stromerzeugung sicherzustellen. Um die grünen Energielieferanten, wie Wind oder Sonne, trotzdem dauerhaft ins System einzuspeisen, sind ausgleichende Zwischenspeicher, wie der Batteriegroßspeicher M5BAT, zunehmend essenziell. 

M5BAT wurde in Kooperation zwischen Uniper und der RWTH Aachen entwickelt und ist bereits seit 2016 an das örtliche Mittelspannungsnetz angeschlossen. Seitdem wird der Batteriespeicher sowohl auf seine technische als auch die wirtschaftliche Eignung zur Unterstützung der Energiewende geprüft. Das Ergebnis: Während er technisch einwandfrei funktioniert, hat der laufende Betrieb wiederholt aufgezeigt, dass die Wirtschaftlichkeit von Großbatteriespeichern anspruchsvoll ist.

Genau hier setzt das aktuelle Forschungsprojekt in erneuter Partnerschaft mit dem Institut für Stromrichtertechnik und Elektrische Antriebe (ISEA) der RWTH Aachen University an. Schließlich leisten Batteriespeicher in einem zunehmend von volatiler Erzeugung geprägten Energiesystem einen großen Beitrag zur Versorgungssicherheit und Netzstabilität – nur sollen sie zukünftig auch profitabel sein. Das Value-Stacking oder der Multi-Use-Betrieb von Speichern ist ein erfolgversprechender Ansatz, um dieses Ziel zu erreichen. 

Im Rahmen des Nachfolgeforschungsprojektes „EMMUseBat“, was so viel heißt wie die Entwicklung von Methoden für den Multi-Use-Betrieb von modularen Batteriegroßspeichern im Mittelspannungsnetz, entwickeln und erproben Uniper Innovation und das ISEA neue Energiemanagementalgorithmen für den parallelen Einsatz von Batteriegroßspeichern in verschiedenen Marktfeldern. „Das Forschungsprojekt setzt an dem Realbetrieb des Batteriegroßspeichers M5BAT an und hat zum Ziel, Wege zu identifizieren, um die Wirtschaftlichkeit eines einzelnen Batteriespeichers durch simultane Vermarktung auf verschiedenen Märkten zu erhöhen“, erklärt Patrick Kruchen, Mitglied des Innovation Teams bei Uniper.

Zur Entwicklung und Erprobung neuer Energiemanagementalgorithmen für Batteriegroßspeicher wird zunächst ein digitaler Zwilling der Anlagensteuerung von M5BAT entwickelt. Die kreierten Algorithmen sollen die Batterie zukünftig so steuern und virtuell aufteilen, dass verschiedene Vermarktungskanäle mit unterschiedlichen Belastungsprofilen, wie beispielsweise Systemdienstleistungen für Netzbetreiber und Energiehandel am Spotmarkt, simultan bedient werden können – alles unter Berücksichtigung der technologischen Besonderheiten der verbauten Batterietypen. „Durch die Algorithmen wird trotz des Faktes, dass ein Asset parallel in verschiedenen Kanälen vermarktet wird, kein Over-Selling betrieben. Die exakte Berechnung von Wahrscheinlichkeiten ermöglicht es, komplexe Entscheidungen im Hintergrund vollautomatisch zu treffen, sodass mit nur einer Batterie unterschiedliche Dienstleistungen erbracht werden können“, sagt Patrick Kruchen. „Durch das Forschungsprojekt gestalten wir die Energiewende nicht nur nachhaltig, sondern darüber hinaus profitabel mit.“ Darüber hinaus soll die Entwicklung eines digitalen Zwillings in Zukunft die Planung und Nutzbarmachung von Großspeichern beschleunigen und vereinfachen.

Das Projekt wird durch das ISEA der RWTH Aachen in enger Partnerschaft mit Uniper durchgeführt. Neben anderen unterstützenden Aufgaben, wie dem Teilen von wichtigem Know-how, übernimmt Uniper insbesondere den realen Vermarktungsbetrieb des Batteriespeichers M5BAT. Das Forschungsprojekt wird durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz öffentlich gefördert und läuft bis Juni 2024.