Mit TERRE zu mehr Netzstabilität in Europa

TERRE ist ein europäisches Regelenergiemarktprojekt mit dem Ziel, die Netzstabilität zu maximieren und die resultierenden Kosten dafür so gering wie möglich zu halten. Der Blog zeigt die Hintergründe und die Anbindung der Schweiz.

Regelenergie garantiert die Netzstabilität mittels drei Stufen, welche das Stromnetz im Sekunden-, Minuten- und Viertelstunden-Takt ausbalancieren. Am Regelenergiemarkt können Unternehmen ihre flexibel regelbaren Anlagen gegen Entgelt zur Verfügung stellen.

Der Regelenergiemarkt hat das Ziel, dass sich die Netzfrequenz nahe dem europäischen Standard von 50 Herz befindet. Höhere Messwerte sind auf Überspeisung, niedrigere Messwerte auf Unterspeisung zurückzuführen. Geringfügige Schwankungen sind problemlos, treten aber permanent auf. Bei grossen Abweichungen von diesem 50 Hz-Zielwert könnte es im Extremfall zu einem Blackout kommen. Der Regelenergiemarkt ist in die folgenden drei Stufen unterteilt:

  • Primärregelung: Abruf innerhalb von Sekunden, engl. FCR (frequency containment reserve)Die erste Stufe wird durch die sogenannte Primärregelung abgedeckt. Diese ist bei Bedarf innerhalb von wenigen Sekunden abrufbar. Europaweit reagieren zum Beispiel Generatoren von Wasserkraftwerken und Batterien sofort auf eine Frequenzabweichung und liefern mehr Strom. Die Primärregelung wird nur im ersten Moment zur Stabilisierung eingesetzt und wird von der Sekundärregelung schnellstmöglich abgelöst, damit sie für einen nächsten Einsatz wieder zur Verfügung steht. Die Primärregelung soll verhindern, dass sich die Netzfrequenz weiter vom definierten Zielwert von 50Hertz entfernt.
  • Sekundärregelung: Abruf innerhalb von Minuten, engl. aFRR (automatic frequency restoration reserve). Nach einigen Minuten ersetzt die Sekundärregelung die Primärregelung, um das Netz wieder ins Gleichgewicht zu bringen. Sie ist innerhalb von wenigen Minuten abrufbar und wird typischerweise von Wasserkraftwerken erbracht, welche mehr Wasser turbinieren und somit mehr Strom produzieren. Sekundär- und Teritärregelung sollen schrittweise dafür sorgen, dass die Netzfrequenz sich wieder 50Hertz annähert. 
  • Tertiärregelung: Abruf innerhalb von 15 Minuten, engl. mFRR (manual frequency restoration reserve) / RR (replacement reserve). Reichen die Primär- und Sekundärregelung nicht aus, aktiviert der Netzbetreiber nach einer Viertelstunde auch noch die Tertiärregelung. Ausserhalb der Schweiz wird in der Tertiärregelenergie noch unterschieden zwischen:   
  1. mFRR: Aktivierungsvorlaufzeit von 12.5 Minuten, mit 15min-Aktivierungsspannen
  2. RR: Aktivierungsvorlaufzeit 30 Minuten, mit maximaler Aktivierungen bis 1h
Die drei Stufen der Regelenergie am Beispiel eines Kraftwerkausfalls in Frankreich
Die drei Stufen der Regelenergie am Beispiel eines Kraftwerkausfalls in Frankreich

 

 

TERRE – eine Plattform für Regelenergie-Abrufe

Bisher wurden die Tertiär-Regelenergie-Märkte grösstenteils national betrieben. Aktuell existiert nur zwischen Frankreich und der Schweiz sowie Frankreich und Deutschland ein länderübergreifender Tertiär-Regelenergiemarkt, der sogenannte French Balancing Mechanism (FBM). Das internationale Projekt TERRE (Trans European Replacement Reserve Exchange) hat das Ziel, den FBM zwischen Frankreich und Schweiz/Deutschland abzulösen, weitere Länder zu integrieren und eine gemeinsame Plattform für Tertiär-Regelenergie zu schaffen. Das TERRE-Projekt umfasst also die «langsamste» der drei Regelenergie-Qualitätsstufen.

Mit TERRE werden aber die nationalen Regelenergie-Märkte nicht abgeschafft. TERRE schafft jedoch für die Netzbetreiber die Möglichkeit, Regelenergie verstärkt auf einem Markt mit stärkerem Wettbewerb zu ersteigern und somit die Kosten für die Regelenergie zu senken. Es wird somit in der Schweiz zukünftig ein Nebeneinander von nationalem Regelenergie-Markt von Swissgrid und dem TERRE-Markt geben.

Das TERRE-Projekt wurde von den Netzbetreibern der folgenden Länder geplant: Frankreich, Schweiz, Italien, Spanien, Portugal, Grossbritannien, Tschechien, Polen.

Der Netzbetreiber wird künftig in der Rolle als Intermediär die Angebote der Marktteilnehmer im Land sammeln, an den TERRE-Markt weitergeben und die Abrufe aus diesen Angeboten auslösen und abrechnen.

Ein Projekt mit grosser Vorlaufzeit

Als das Projekt TERRE im März 2016 lanciert wurde, war dies noch vor der Brexit-Abstimmung im Juni 2016. Nach Brexit ist Grossbritannien von TERRE ausgeschlossen. Dies kann sich aber noch ändern.

Zweiter «Wackelkandidat» ist die Schweiz, denn auch hier war die Erwartung, dass bis zum Abschluss des Projektes ein Stromabkommen zwischen der EU und der Schweiz vorliegen würde. Auch aktuell ist weiterhin unklar, ob die Schweiz längerfristig am TERRE-Markt teilnehmen darf. Offenbar liegt ein Schreiben Generaldirektion Energie (DG ENER) vor, welches fordert, dass der Schweizer Netzbetreiber Swissgrid nicht an TERRE partizipieren darf. Begründet wird die Forderung damit, dass kein Stromabkommen zwischen der EU und der Schweiz vorliegt. Swissgrid beruft sich auf die technische Empfehlung der TSO und der Regulatoren, welche die Systemrelevanz des Schweizer Stromnetzes für die Versorgungssicherheit in Europa hervorheben. Diese Systemrelevanz würde eine Ausnahme und somit eine Schweizer Teilnahme an TERRE als Nicht-EU-Mitglied erlauben. Wie geplant startete die Schweiz anfangs Oktober ihre Partizipation am TERRE-Markt. Ein späterer Ausschluss von Swissgrid kann jedoch derzeit noch nicht vollständig ausgeschlossen werden.

Die BKW unterstützt die Teilnahme der Schweiz an TERRE sowie auch die Strommarktöffnung

Als erstes Land startete Tschechien im Januar 2020 mit der Publikation von Angeboten und Abrufen über die TERRE-Plattform. Im Verlauf des Jahres sind bereits Portugal und Spanien beigetreten. Die Schweiz ist in der Zwischenzeit ebenfalls bereits Teil von TERRE, auch Italien und Frankreich werden folgen. Frankreich wird schrittweise Volumina vom bisherigen FBM-Markt in Richtung TERRE-Plattform transferieren.

Funktionsweise des TERRE-Marktes

Sobald ein Land im TERRE-Verbund Bedarf nach Regelenergie aufweist, wird in einem ersten Schritt analysiert, zwischen welchen Ländern noch verfügbare Grenzkapazitäten für den Austausch von Regelenergie vorhanden sind.

Ein Beispiel: Frankreich ruft 300MW an positiver Regelenergie über TERRE ab. Zwischen Spanien und Frankreich ist die Grenzleitung noch nicht voll ausgelastet (noch 150MW frei). Portugals Grenzleitungen exportieren bereits vollständig nach Spanien, gleichzeitig verfügt aber die Schweiz noch über 250MW an freier Kapazität, um Strom nach Frankreich zu liefern. Zusätzlich sind die Kraftwerksbetreiber in Frankreich selber bereit noch 200MW an zusätzlicher Stromproduktion bereitzustellen. Somit kann Frankreich dann auf einen TERRE-Markt mit folgender Zusammensetzung zurückgreifen:

  • 200MW an Angeboten aus Frankreich selber
  • Maximal 150MW an Angeboten aus Spanien
  • Maximal 250MW an Angeboten aus der Schweiz

Total steht dem französischen Netzbetreiber nun eine totale Angebotsmenge von 600MW aus drei Ländern zur Deckung der benötigten 300MW Regelenergie zur Verfügung. Der französische Netzbetreiber wird nun die günstigsten 300MW wählen.

Welche Produktneuerungen ergeben sich durch TERRE am Tertiär-Regelenergie-Markt?

Neben den bisher bekannten stündlichen Produkten erlaubt der TERRE-Markt nun auch zeitlich kürzere Produkte wie zum Beispiel Halbstunden-Angebote. Zusätzlich ist es Tertiär-Regelenergie-Marktteilnehmern möglich, Angebote mittels Block-Angeboten miteinander zu verknüpfen. So kann ein Gebot beispielsweise mit der Bedingung versehen werden, dass es vom Netzbetreiber nur aktiviert werden darf, sofern ein anderes Gebot der Angebots-Familie ebenfalls ausgewählt wurde. Eine weitere Neuerung betrifft den Minimalen-Ausführungs-Parameter. Marktteilnehmer können festlegen, zu wie viel Prozent ihr Angebot mindestens ausgeführt werden muss, damit sie überhaupt bereit sind, Regelenergie bereit zu stellen.

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