Flexibilität von Thermostatisch gesteuerten Lasten: Lastverschiebung versus manuelle Frequenzreserve - Welche Option ist für dänische Verbraucher attraktiver?

Core Concepts

Supermarktgefrierschränke in Dänemark können ihre Flexibilität entweder durch Lastverschiebung oder durch die Bereitstellung von manuellen Frequenzwiederherstellungsreserven (mFRR) monetarisieren. Die Studie zeigt, dass Lastverschiebung fast genauso profitabel sein kann wie mFRR-Bereitstellung, obwohl sie größere Auswirkungen auf die Temperaturabweichungen im Gefrierschrank haben kann.

Abstract

Die Studie untersucht die Bereitstellung von Nachfrageflexibilität in zwei verschiedenen Formen: manuelle Frequenzwiederherstellungsreserven (mFRR) und Lastverschiebung. Sie vergleicht, welche Option für thermostatisch gesteuerte Lasten (TCLs) in Dänemark finanziell attraktiver ist.
Zunächst wird ein Graubox-Modell entwickelt, um die Temperatur-Dynamik eines Supermarktgefrierschranks als repräsentatives TCL zu beschreiben. Unter Berücksichtigung von Preis- und Aktivierungsunsicherheiten wird dann ein stochastisches gemischt-ganzzahliges lineares Programm formuliert, um den Flexibilitätswert des Gefrierschranks zu maximieren.
Die Ergebnisse einer Ex-Post-Simulation auf Basis dänischer Spot- und Ausgleichsmarktpreise im Jahr 2022 zeigen, dass Lastverschiebung fast genauso profitabel sein kann wie die Bereitstellung von mFRR, obwohl sie größere Auswirkungen auf die Temperaturabweichungen im Gefrierschrank haben kann. Dies deutet darauf hin, dass der dänische Übertragungsnetzbetreiber regulatorische Maßnahmen ergreifen muss, um die Attraktivität der Bereitstellung von Systemdienstleistungen für TCLs im Vergleich zur Lastverschiebung offensichtlicher zu machen.

Stats

"Die Bereitstellung von mFRR kann dem Betreiber eines Supermarktgefrierschranks eine Reservevergütung von bis zu 24 €/h einbringen."
"Durch Lastverschiebung kann der Betreiber eines Supermarktgefrierschranks bis zu 23 €/h an Kosteneinsparungen erzielen."

Quotes

"Lastverschiebung, obwohl individuell attraktiv, ist nicht unbedingt im Interesse des Stromsystems. Wenn eine signifikante Anzahl von Verbrauchern ähnlich handelt, könnte dies dem Stromsystem abträglich sein, indem der Lastspitzenzeitpunkt in einen anderen Teil des Tages verschoben wird."
"Die Bereitstellung von mFRR ähnelt der Lastverschiebung insofern, als es die größte vom Übertragungsnetzbetreiber betriebene Energiereserve ist und von Verbrauchern durch Verschiebung ihres Verbrauchs im Zeitverlauf erbracht werden kann."

Key Insights Distilled From

Load Shifting Versus Manual Frequency Reserve: Which One is More Appealing to Flexible Loads?

by Pete... at arxiv.org 04-15-2024

https://arxiv.org/pdf/2309.01987.pdf

Deeper Inquiries

Wie könnte ein Anreizmechanismus aussehen, der Verbraucher dazu bewegt, eher mFRR als Lastverschiebung anzubieten?

Um Verbraucher dazu zu motivieren, eher mFRR als Lastverschiebung anzubieten, könnten verschiedene Anreize geschaffen werden. Ein möglicher Ansatz wäre die Einführung differenzierter Vergütungsmodelle, bei denen die Teilnahme am mFRR-Markt mit attraktiven finanziellen Anreizen verbunden ist. Dies könnte beispielsweise durch eine höhere Vergütung für mFRR-Dienste im Vergleich zur Lastverschiebung erreicht werden. Darüber hinaus könnten zusätzliche Anreize wie Bonuszahlungen, Steuervergünstigungen oder Zertifizierungen für umweltfreundliches Verhalten eingeführt werden, um die Attraktivität der mFRR-Teilnahme zu steigern. Eine transparente Kommunikation über die Vorteile und den Beitrag zur Netzstabilität durch die Bereitstellung von mFRR-Diensten könnte ebenfalls dazu beitragen, das Bewusstsein und die Motivation der Verbraucher zu erhöhen.

Wie könnte eine Regulierung aussehen, die Verbraucher dazu bringt, ihre Flexibilität stärker im Sinne des Gesamtsystems einzusetzen, anstatt nur ihren individuellen Vorteil zu maximieren?

Eine mögliche Regulierung, um Verbraucher dazu zu bringen, ihre Flexibilität stärker im Sinne des Gesamtsystems einzusetzen, könnte die Einführung von Anreizen und Sanktionen umfassen. Zum Beispiel könnten Verbraucher, die aktiv zur Netzstabilität beitragen, finanzielle Anreize erhalten, während Verbraucher, die sich nicht an den Systemanforderungen orientieren, mit finanziellen Strafen oder anderen Konsequenzen konfrontiert werden könnten. Darüber hinaus könnten verpflichtende Vorgaben für die Teilnahme an Flexibilitätsmärkten oder die Bereitstellung bestimmter Dienste eingeführt werden, um sicherzustellen, dass Verbraucher ihren Beitrag zur Netzstabilität leisten. Eine transparente und effektive Kommunikation seitens der Regulierungsbehörden über die Bedeutung der Flexibilität für das Gesamtsystem und die damit verbundenen Vorteile könnte ebenfalls dazu beitragen, das Verständnis und die Motivation der Verbraucher zu stärken.

Welche Auswirkungen hätte eine Änderung der mFRR-Marktstruktur, z.B. eine Reduzierung der Mindestangebotsgröße, auf die Attraktivität für thermostatisch gesteuerte Lasten?

Eine Änderung der mFRR-Marktstruktur, wie z.B. eine Reduzierung der Mindestangebotsgröße, könnte die Attraktivität für thermostatisch gesteuerte Lasten erhöhen. Durch eine Verringerung der Mindestangebotsgröße würden auch kleinere Flexibilitätsressourcen, wie einzelne thermostatisch gesteuerte Lasten, die Möglichkeit erhalten, am mFRR-Markt teilzunehmen. Dies würde die Teilnahme von Verbrauchern mit geringerem Flexibilitätspotenzial erleichtern und die Vielfalt der Flexibilitätsangebote erhöhen. Darüber hinaus könnte eine solche Änderung dazu beitragen, die Wettbewerbsfähigkeit des Marktes zu steigern und die Effizienz bei der Bereitstellung von mFRR-Diensten zu verbessern. Insgesamt könnte eine flexiblere Marktstruktur dazu beitragen, die Integration thermostatisch gesteuerter Lasten in den mFRR-Markt zu erleichtern und die Attraktivität für diese Art von Flexibilitätsressourcen zu erhöhen.