Die Crowd Balancing Platform «Equigy» ist eine innovative Lösung im Regelenergiemarkt. Der Wandel in der Stromproduktion hin zu mehr kleineren Erzeugern mit volatiler Produktion stellt neue Herausforderungen an einen Übertragungsnetzbetreiber.
Die Stromproduktion wird in Zukunft aufgrund der Zunahme von neuen erneuerbaren Energiequellen wie Solar- und Windkraft unflexibler und schwieriger prognostizierbar. Diese Entwicklung birgt Herausforderungen für die Übertragungsnetzbetreiber. Sie müssen das Gleichgewicht zwischen Produktion und Verbrauch gewährleisten. Eine kosteneffiziente und sichere Nutzung dezentraler Flexibilitätsressourcen wie Speicher, Elektroautos, Batteriespeicher oder Wärmepumpen ist ein vielversprechender Ansatz, um das Stromnetz auf der Verbraucherseite flexibler zu gestalten. Neue Digitalisierungsansätze bieten Möglichkeiten, um vereinfacht und skalierbar dezentrale Speicher sicher ins Elektrizitätssystem zu integrieren.
Mit der Crowd Balancing Platform «Equigy» hat Swissgrid ein Pilotprojekt in der Schweiz lanciert, das auf den Einsatz von Speichertechnologien im Bereich der Primärregelenergie abzielt. Das Projekt verfolgt das Ziel, kurzfristige Schwankungen mit Unterstützung von kleinen dezentralen Energiequellen im Übertragungsnetz auszugleichen. «Equigy» setzt dafür auf Blockchain-Technologie und Internet of Things. Dabei wird eine Open Source-Strategie verfolgt, um Diskriminierungsfreiheit zu garantieren und eine schnellere Verbreitung der Plattform zu ermöglichen. Das Projekt startete im Frühling 2020 und dauerte bis Ende Jahr. Der niederländische/deutsch Übertragungsnetzbetreiber TenneT, der italienische Übertragungsnetzbetreiber Terna und Swissgrid haben im Dezember 2020 ein Joint Venture zum Einsatz dieser Technologie in Europa gegründet.
Übertragungsnetzbetreiber sind prädestiniert als Treiber dieser ambitionierten Initiative. Denn sie arbeiten frei von kommerziellen Interessen für ein sicheres und stabiles europäisches Verbundnetz.
Die Zusammenarbeit auf europäischer Ebene schafft eine Standardisierung für die Integration von kleinen, fragmentierten Einheiten in den Netzregelungsprozess, was zu einer Effizienzsteigerung führt. Die Kooperation der verschiedenen Übertragungsnetzbetreiber schafft einen grossen Markt und die Voraussetzungen, damit sich Hersteller verschiedener Technologien, wie beispielsweise von Elektrofahrzeugen und somit Betreiber von neuen Technologien und Aggregatoren für diesen Markt präqualifizieren können. Alle Mitglieder des Joint Venture können vom Wissenstransfer und der Kostenteilung bei den Entwicklungskosten profitieren.
Je mehr Technologien, umso grösser der Pool von flexibler und erneuerbarer Elektrizität.
Die Entwicklung der Crowd Balancing Platform ist gut skalierbar. Die Plattform ist so gestaltet, dass sie mit der Zunahme von erneuerbaren Energien und nachhaltigen Energielösungen wächst. Ausserdem ist Equigy so ausgelegt, dass weitere europäische Übertragungsnetzbetreiber Teil des Joint Ventures werden können und die Plattform in ihrem Markt lancieren können. Je mehr Technologien in dem Netzwerk verbunden werden, umso grösser wird der verfügbare Pool von flexibler und erneuerbarer Elektrizität, was langfristig die europäische Netzstabilität stützt.
Die Energiewelt verändert sich auf der Angebots- und auf der Nachfrageseite rasant. Die Zunahme von erneuerbaren Energien sorgt für eine zunehmende Dezentralisierung und erhöhte Volatilität der Stromproduktion. Sonnen-, Wasser- und Windenergie sind stark abhängig von Wetter, Tages- und Jahreszeit. Zudem ist auch der Energiekonsum einer tiefgreifenden Veränderung unterworfen. Durch die Verbreitung von Elektroautos, Wärmepumpen und anderen verbraucherbasierten Geräten steigt die Stromnachfrage und die Peak Zeiten der Stromnutzung verschieben sich. Die Volatilität nimmt zu. Dies führt zu Fluktuationen in Angebot und Nachfrage. Damit die Übertragungsnetzbetreiber in Zukunft bestmöglich einen Ausgleich gewährleisten und regeln können, sind deshalb neue Quellen erforderlich, die zur Flexibilität in Produktion und Speicherung beitragen.
Das Übertragungsnetz funktioniert nur, wenn Produktion und Verbrauch von Strom im Gleichgewicht sind. Die Frequenz von 50 Hertz muss so stabil wie möglich gehalten werden. Bei einem Ungleichgewicht von Produktion und Verbrauch setzt der Übertragungsnetzbetreiber Regelenergie ein. Diese stellt eine Reserve dar, die Kraftwerke oder andere Anbieter im Auftrag der Übertragungsnetzbetreiber bereithalten und durch diese kurzfristig abgerufen werden kann. Steigt der Stromverbrauch oder fällt ein Kraftwerk aus, lässt der Übertragungsnetzbetreiber von den Erzeugern mehr Energie ins Netz einspeisen. Sinkt der Stromverbrauch, wird weniger Energie eingespeist. Die Übertragungsnetzbetreiber gehen beim Einsatz von Regelenergie dreistufig vor mit Primär-, Sekundär-, und Tertiärregelenergie.
Die Blockchain basierte Crowd Balancing Platform ergänzt die bereits bestehenden Produkte im Regelenergiemarkt und macht die Integration von kleinen, fragmentierten und verbraucherbasierten Einheiten in diesen Ausgleichsprozess einfacher und effizienter.
Swissgrid untersuchte in einem Pilotprojekt in der Schweiz das Potenzial der Crowd Balancing Platform. Das Projekt in Zusammenarbeit mit Alpiq startete im Frühling 2020 und wurde Ende Jahr erfolgreich abgeschlossen. Mit ihren Erfahrungen mit der flexiblen schnellen Umsetzung der neuen Projekte und mit dem grossen flexiblen Technologie- und Produktionsportfolio erwies sich Alpiq als ideale Partnerin für das Schweizer Pilotprojekt. Alpiq übernahm sowohl die Rolle des kommerziellen Aggregators als auch die Rolle des technischen Aggregators. Alpiq steuert die Anlagen und bietet die aggregierte Flexibilität auf dem Markt für Systemdienstleistungen an und stellt Swissgrid Primärregelenergie zur Verfügung. Im Pilotprojekt wurde eine 1,2 MW Batterie als flexible Energieressource eingesetzt. Alpiq bietet aggregierte Flexibilität auf dem Markt für Systemdienstleistungen an und stellt Primärregelenergie zur Verfügung.
Das Schweizer Pilotprojekt der Crowd Balancing Platform hat wichtige Meilensteine erreicht und die ihr Potenzial bewiesen.
Im Pilotprojekt wurde der Prozess der Aktivierung von Primärregelleistung erfolgreich getestet. Dazu zählen insbesondere die Registrierung von Anbietern flexibler Ressourcen, die Angebotsabgabe und Vergabe von Geboten sowie die Echtzeit-Überwachung der Datenübertragung zwischen Alpiq und Swissgrid. Die Frage, ob eine Blockchain den Prozess zum Monitoring der Vorhaltung von Primärregelleistung unterstützen kann und ob Aggregatoren und Anlagen bzw. Speicherbesitzer die Blockchain-Schnittstellen einbinden können, wurde positiv beantwortet. Damit haben die entwickelten und getesteten Funktionalitäten der Crowd Balancing Platform erfolgreich das Potenzial der Blockchain-basierten Plattform für die zukünftige Unterstützung der Primärregelenergie-Geschäftsprozesse aufgezeigt. Dies ist ein wichtiger erster Meilenstein.
Swissgrid und ewz haben im zweiten Quartal 2021 ein neues Pilotprojekt in Verbindung mit der Crowd Balancing Platform Equigy begonnen. Mit dem Projekt wird ein innovativer Ansatz für die zukünftige Nutzung von dezentralen Energiequellen und Verbrauchern, wie Heimbatteriespeicher, Photovoltaik-Anlagen, Wärmepumpen oder Elektro-Mobilität, für die Bedürfnisse des Übertragungs- und Verteilnetzes entwickelt und getestet.
Das Pilotprojekt besteht aus zwei Phasen: einer Vorbereitungs- und einer Durchführungsphase. Während der Vorbereitungsphase werden die Rahmenbedingungen und die Businessanforderungen für die Zusammenarbeit aller Akteure – dem VNB, dem ÜNB und dem Aggregator, der die flexiblen Ressourcen bewirtschaftet – ausgearbeitet. In der anschliessenden Durchführungsphase werden diese Anforderungen in der Entwicklung einer Pilot-Software umgesetzt. Diese ermöglicht es, Tests der entsprechenden Koordinierungsprozesse auf der Equigy Plattform durchzuführen. Das Pilotforschungsprojekt ist im zweiten Quartal 2021 gestartet und wird voraussichtlich bis Mitte 2022 abgeschlossen.
Die Crowd Balancing Platform verwendet Blockchain Technologie und Internet of Things (IoT). Diese standardisieren und vereinfachen die Koordination von vielen kleinen Speichereinheiten (Elektroautos, Batterien etc.) und sorgen für sichere Angebotsprozesse und eine geschützte Nutzung. Die Blockchain-Technologie ermöglicht dem Übertragungsnetzbetreiber Einblick in die Regelenergiekapazität der Energiespeicher.
Die Plattform wurde mit der Hyperledger Fabric Technologie entwickelt, welche die Transaktionen mit der Verwendung der Blockchain-Technologie rollenbasiert überprüft.
