Montag, 10. Dezember 2018
-   Topthema

Nachfrageflexibilität – Ein regulatorischer Rahmen für die Aggregation

Holger Ziegler und Tim Mennel
Bild: Adobe Stock | CYCLONPROJECT


Nachfrageflexibilität (engl. „demand response“ – DR) ist ein effektives Mittel zur Bewältigung der Herausforderungen des europäischen Stromsystems, die durch die zunehmende Einspeisung fluktuierender erneuerbarer Energie entstehen. Sie kann sowohl in Großhandels-, Regelleistungs- als ggf. auch in Flexibilitätsmärkten auf der Ebene der Verteilnetze dienlich sein. Die EU-Kommission hat im Rahmen des „Clean Energy Package“ einen Vorschlag vorgelegt, welche Regeln für unabhängige Aggregatoren von DR gelten sollten. In einem Gutachten im Auftrag von Eurelectric hat DNV GL den Vorschlag einer kritischen Prüfung unterzogen und empfiehlt anhand konzeptioneller Überlegungen einige Anpassungen.

Die meisten Akteure im Strommarkt erwarten, dass Nachfrageflexibilität eine wichtige Rolle bei der Integration fluktuierender erneuerbarer Energien im Stromsystem spielen kann und sollte [1]. Allerdings wird heute das Potenzial an Nachfrageflexibilität insbesondere von kleinen und mittleren Verbrauchern wie privaten Haushalten und kleineren Gewerbekunden nicht vollständig ausgenutzt. Bei diesen Verbrauchern bedarf es zweifellos der Aggregation des Potenzials in Form einer Dienstleistung, da diese Akteure zu einer eigenständigen Bewirtschaftung nicht in der Lage sind.

Die Entwicklung solcher Aggregationsdienstleistungen durch unabhängige Anbieter steckt europaweit noch in den Kinderschuhen (manche Länder, wie etwa Frankreich und Belgien, sind Deutschland jedoch etwas voraus). Dies hängt teilweise mit der gegenwärtigen Marktsituation in Mitteleuropa zusammen, in der Flexibilität noch nicht ausreichend vergütet wird. Andere Gründe liegen im unterentwickelten Regulierungsrahmen.

Erwartete Rolle von Demand Response im zukünftigen Stromsystem

Bei der Nachfrageflexibilität unterscheidet man generell zwischen einer impliziten und expliziten Form: Die „implizite“ DR wird durch den Verbraucher selbst bewirtschaftet, in dem dieser auf die Preissignale der Teilmärkte des Stromsystems reagiert. Von „expliziter“ DR spricht man, wenn eine externe Instanz die Last kontrolliert und die Flexibilität vermarktet. Eine solche externe Vermarktung liegt vor allem bei kleineren Verbrauchern nahe, die den damit verbundenen Aufwand nicht selbst erbringen können. Als externe Instanz tritt dann in der Regel ein unabhängiger Aggregator auf, der die Flexibilität in aggregierter Form an den Spot- oder Regelleistungsmärkten anbietet. (Grundsätzlich ist natürlich auch eine Bewirtschaftung der Flexibilität durch den Stromlieferanten des Verbrauchers möglich.)

Gegenwärtig ist die neue Rolle eines unabhängigen Aggregators in Deutschland kaum entwickelt, doch Entwicklungen in unseren Nachbarländern Frankreich und Belgien legen ein erhebliches Marktpotenzial nahe. Gleichwohl entsteht schon heute Regulierungsbedarf, um die Rechte und Pflichten des unabhängigen Aggregators festzulegen, der mit flexiblen Verbrauchern Verträge zur DR-Aktivierung abschließt, die ihrerseits in einem vertraglichen Verhältnis mit ihrem Lieferanten stehen.

Vorgesehene Rolle von DRAggregatoren im Winterpaket Vor diesem Hintergrund hat die EU-Kommission im Rahmen des „Energy Package“ einen Vorschlag unterbreitet. Der Entwurf für eine neue Strommarktdirektive von 2017 [2] enthält im Artikel 17 Vorgaben zur Aktivierung von Nachfrageflexibilität und zur Rolle des unabhängigen Aggregators:

„3. Die Mitgliedstaaten stellen sicher, dass ihr Regulierungsrahmen die aktive Teilnahme von Aggregatoren in Endkundenmärkten ermöglicht und dass er zumindest die folgenden Bestimmungen enthält:

(a) Das Recht des Aggregators auf Marktzugang unabhängig von der Zustimmung Dritter

(b) Aggregatoren werden nicht dazu verpflichtet, Lieferanten oder Erzeugern Kompensation zu bezahlen

4. Mitgliedstaaten können ausnahmsweise gestatten, dass Aggregatoren eine Kompensation an Bilanzkreisverantwortliche bezahlen müssen, die auf Situationen beschränkt sein muss, in denen sie Ungleichgewichte verursachen, die zu Kosten für die Bilanzkreise führen.“

Mit anderen Worten: Die Autoren des Entwurfs möchten sicherstellen, dass Agregatoren vertragliche Bindungen mit flexiblen Verbrauchern eingehen können, ohne hierzu die Zustimmung Dritter einzuholen, also insbesondere ohne Absprache mit den Stromlieferanten der Verbraucher. Darüber hinaus sollen sie von Kompensationszahlungen an Lieferanten für die Folgen ihres Geschäftsmodells verschont werden. Lediglich für durch sie verursachte Bilanzabweichungen dürfen sie durch die Mitgliedstaaten ausnahmsweise zu Kompensationszahlungen an die Bilanzkreisverantwortlichen herangezogen werden.

Ausgleichsenergie und Energiemengenabsatz als zentrale Streitfragen

Die durch den Einsatz von DR hervorgerufene Abweichung vom geplanten Verbrauch des Stromverbrauchers [3] impliziert zwei Herausforderungen für den Lieferanten: zusätzlichen Ausgleichsenergiebedarf und eine Veränderung in der Stromabsatzmenge. Diese beiden Herausforderungen wirken sich unmittelbar auf den Energieversorger des flexiblen Verbrauchers aus, wenn der Einsatz von DR nach dem im Winterpaket vorgelegten Vorschlag Verbreitung findet (d.h. wenn Aggregatoren keinerlei Absprachen mit den Lieferanten der flexiblen Verbraucher treffen, die sie aggregieren). Dies wird in Abb. 1 veranschaulicht.


Abb 1 Aktivierung von DR durch Aggregator

Wenn der Aggregator zu einem beliebigen Zeitpunkt (typischerweise in Echtzeit) DR aktiviert, weicht der flexible Verbraucher von dem, vom Lieferanten erwarteten Verbrauchsmuster (basierend auf Standardlastprofilen) in diesem Zeitpunkt ab. Die Mengendifferenz zwischen dem eingeplanten und dem tatsächlichen Verbrauch muss der Lieferant direkt oder über den Bilanzgruppenverantwortlichen als Ausgleichsenergie finanziell ausgleichen. Dies führt zu zwei Problemen:
  • Bei einem Lastabwurf liegt der tatsächliche Verbrauch unter der vom Lieferanten beschafften Energiemenge. Bestehen keine weiteren Informationen und Vereinbarungen, kann der Lieferant diese Differenz zwischen Einkaufs- und Absatzmenge dem Verbraucher nicht in Rechnung stellen. Dies bezeichnen wir als Absatzmengenproblem [4].

  • Darüber hinaus trägt der Aggregator in dieser Konstellation keine Verantwortung für das im Bilanzkreis des Verbrauchers hervorgerufene Ungleichgewicht. Er ruft eine Externalität beim Lieferanten hervor, die wir als Ausgleichsenergieproblem bezeichnen. 

Beide Aspekte werfen die Frage der Entschädigung auf. Tatsächlich berücksichtigt der EU-Vorschlag die mögliche Umsetzung von Ausgleichszahlungen des Aggregators für die durch seine Tätigkeiten verursachte Ausgleichsenergie. Aber er schließt die Option aus, dass der Aggregator für die Energie, die er an andere weiterverkauft, dem Lieferanten Kompensation leistet.

Es ist auch zu beachten, dass die zusätzliche Ausgleichsenergie und die Inkongruenz zwischen Mengeneinkauf und -absatz zum selben Zeitpunkt auftreten. Der Lieferant würde vermutlich für die zu viel eingekaufte Menge einen positiven Ausgleichsenergiepreis erhalten und zugleich Verluste in der Absatzmenge beim Kunden verzeichnen. Beide Effekte sind daher miteinander verwoben. Abhängig von den Beschaffungskosten und dem Preis für Ausgleichsenergie ist die Kombination der beiden Effekte komplex und bietet unter Umständen unerwünschte Anreize. Die durch den Aggregator auf den Lieferanten übertragenen Externalitäten und ihre Verwobenheit sprechen dafür, beide Herausforderungen einer abgestimmten Lösung zuzuführen.

Bewertung des Vorschlags zur Ausgestaltung der Aggregator-Rolle

Ein im Energiemarkt etabliertes Instrument stellt eine Lösung in Aussicht: die Überführung der Ausgleichsenergie aus dem Bilanzkreis des Verbrauchers bzw. des Lieferanten in den Bilanzkreis des Aggregators. Abgesehen von der Tatsache, dass der Vorschlag im Winterpaket die Bilanzverantwortung des Aggregators nicht explizit fordert, könnte dieses, im Energiemarkt etablierte Instrument die Externalität der Ausgleichsenergie vermeiden. Dazu müsste der Vorschlag die Bilanzverantwortlichkeit des Aggregators klarstellen.

Allerdings hat dies auch eine Schattenseite: die Absatzminderung des Lieferanten wird verstärkt, da mögliche positive Ausgleichsenergieerlöse, die die Absatzminderung teilweise kompensierten, entfallen. Dies macht eine Lösung aus Sicht des Lieferanten noch dringlicher. Indes verschließt sich der Vorschlag im Winterpaket der (naheliegenden) Möglichkeit, dass der Aggregator für diese Externalität Kompensation leistet. Dies ist aus mehreren Gründen problematisch:
  • Erstens nimmt mit dem Lastabwurf der unabhängige Aggregator die Energie kostenfrei und eigenmächtig in Anspruch, die der Lieferant für den Verbraucher vorab beschafft hat. Der Aggregator generiert somit Umsätze auf Kosten des Lieferanten.

  • Zweitens wird der Aggregator durch die eigenmächtige Aktivierung von DR ohne Kompensation des Lieferanten zum Trittbrettfahrer des Systems. Ohne für die Kosten der Energie(beschaffung) zu zahlen, können ungünstige Anreize für die DR-Aktivierung durch einen unabhängigen Aggregator entstehen. Dies birgt das Risiko einer ineffizienten Aktivierung von DR aus Sicht des Gesamtsystems. Das ist der Fall, wenn die Einnahmen, die der Aggregator aus der Aktivierung von DR generiert, geringer ausfallen als die auf den Lieferanten induzierten Kosten, z.B. für die Beschaffung der Energie, die nicht abgerechnet werden kann (vgl. Abb. 2). 


    Abb 2 Effiziente und ineffiziente Aktivierung von DR

  • Drittens wird zuweilen argumentiert, dass keine Kompensation kurzfristig notwendig ist, weil die Nachteile langfristig durch den Effekt von DR auf Marktpreise und Beschaffungskosten (über)kompensiert werden. DR wird zugeschrieben, die Großhandelsmarktpreise aufgrund einer Verlagerung teurerer Erzeugungstechnologien zu vermindern und so die Beschaffungskosten für alle Lieferanten zu senken. Insofern würde DR langfristig die Effizienz steigern. Trotz der vermutlich positiven Wirkung von DR auf Marktpreise ist schwer einzuschätzen, in welchem Umfang die DR die Großhandelspreise mindern kann. Ein signifikanter Preiseffekt setzt einen massiven Einsatz von DR-Flexibilität in einem Großteil der Stunden voraus. Dies ist aufgrund verschiedener ökonomischer und technischer Hemmnisse und Anreize, wie z.B. die technische Möglichkeit gewerbliche und industrielle Produktion um mehrere Stunden in lastschwache und günstigere Stunden zu verschieben, schwer vorstellbar. 

  • Viertens verändert der kompensationsfreie und eigenmächtige Gebrauch von DR durch den unabhängigen Aggregator die Wettbewerbssituation auf dem Versorgermarkt (level playing field). Auch wenn die Lieferanten spürbar von niedrigeren Preisen auf dem Großhandelsmarkt profitierten, bleiben die kurzfristigen Nachteile und Unterschiede für Lieferanten durch den kompensationsfreien DR-Einsatz ungleich verteilt. Folglich ist eine Verzerrung der Wettbewerbsbedingungen mit anhaltenden negativen Auswirkungen auf die Effizienz und Verbraucherpreise über dem Wettbewerbsniveau zu erwarten. Ohne ausreichende Kompensation der Absatzminderung bleiben die Lieferanten auf den Beschaffungskosten sitzen, während ihre Einnahmen zurückgehen. 

Das Absatzmengen- und Ausgleichsenergieproblem, die unter der von der EU Kommission vorgeschlagenen Regulierung unabhängiger Aggregatoren unvermeidlich sind, können also langfristig zu erheblichen Verwerfungen im Endkundenmarkt führen.

Alternativen zum Vorschlag des Winterpakets

Es stellt sich daher die Frage, welche die Alternativen zur Regelung im vorläufigen Winterpaket sind. Weitet man den Blick und bezieht verschiedene Kompensationsmechanismen ein, kann grundsätzlich die Externalität im Zusammenhang mit der Absatzminderung bei Lieferanten durch folgende Akteure kompensiert werden: 

  • Aggregator;
  • Flexibler Verbraucher mit DR-Vertrag; 
  • Alle / viele Marktakteure (Sozialisierung). 
Jede der damit verbundenen Möglichkeiten stellt eine Verbesserung gegenüber der Kommissions-Vorlage dar:
  • Spiegelbildlich zum Fall einer ausbleibenden Kompensation durch den Aggregator, vermeidet die Kompensation der Absatzmengeneinbußen beim Lieferanten durch den unabhängigen Aggregator das Risiko eines gesamtwirtschaftlich ineffizienten DR-Einsatzes. Das DR-Potenzial wird auf das wirtschaftlich effiziente Niveau beschränkt. Außerdem bleibt der Wettbewerb im Endkundenmarkt ungestört.

  • Eine direkte Kompensation durch den fl exiblen Verbraucher vermeidet das Absatzmengenproblem beim Lieferanten [5]. Es kann davon ausgegangen werden, dass der fl exible Verbraucher die Kompensationskosten im DR-Vertrag mit dem Aggregator berücksichtigt. Dadurch wird der DREinsatz in ähnlicher Weise auf das für den flexiblen Verbraucher und den Aggregator sinnvolle Maß und damit gesamtwirtschaftlich effi ziente Niveau beschränkt, so als käme der Aggregator selbst und direkt für die Kompensation auf. Dieser Mechanismus hat ebenfalls das Potenzial, negative Eff ekte auf den Wettbewerb zwischen Lieferanten zu vermeiden. Allerdings ist der Informationsaustausch und damit die Koordination zwischen Lieferant und Aggregator über den fl exiblen Verbraucher imperfekt, wenn die Belieferungskonditionen (wie der Preis) geschützt bleiben sollen. Bei Sozialisierung der Kosten, die mit der Absatzminderung beim Lieferanten verbunden sind, wird der Lieferant direkt durch eine Abgabe entschädigt. Diese wird von vielen Systemnutzern bezahlt (nicht nur Kunden des Lieferanten). 

  • Sofern die unausgeglichenen Beschaffungskosten des Lieferanten vollständig kompensiert werden, sind keine Auswirkungen auf den Markt zur Versorgung von Endkunden und den Wettbewerb zwischen Lieferanten zu erwarten. Da der Aggregator von der Entschädigung befreit ist, wirkt die Abgabe als eine Art Subvention für ihn. Die Anreize für die DR-Aktivierung sind somit hoch und können immer noch eine ineffi ziente DR-Aktivierung auslösen.

Zudem trägt der Aggregator nicht die Energiebeschaff ungskosten, die von DR betroff en sind. Sozialisierung bedeutet also, dass die Externalität nicht verursachergerecht ausgeglichen wird.

Fazit

Der im EU-Winterpaket 2016 enthaltene Vorschlag zur Förderung von unabhängigen Aggregatoren sieht keine Kompensation zwischen Aggregator und dem Lieferanten vor. Die Frage der Kompensation stellt sich im Zusammenhang mit der Absatzminderung, die der Lieferant erfährt, wenn der Aggregator eigenmächtig einen Lastabwurf bei einem flexiblen Verbraucher, der vom Lieferanten mit Strom versorgt wird, durchführt und die Energie/ Flexibilität daraus vermarktet.

Unsere Analyse weist auf mehrere negative Folgen dieses Vorschlags hin. Es widerspricht den grundlegenden Prinzipien des Strommarktes und -systems, wenn der Aggregator von der Bilanzierungsverantwortung freigesprochen wird. Der Aggregator nutzt den Mangel an Information, Koordination und Kompensation mit dem Lieferanten und verkauft Energiemengen, die dieser am Strommarkt beschaff t hat. Dies gibt dem Aggregator Anreize zu einer – aus Sicht des Gesamtsystemsineffizienten Aktivierung von DR und Allokation von Energie. Dadurch werden das Level Playing Field zwischen den Lieferanten gestört und insbesondere kleine Lieferanten langfristig benachteiligt.

Zugleich haben wir aufgezeigt, dass eine Kompensation des Lieferanten durch den Aggregator (oder alternativ durch den flexiblen Verbraucher) die oben beschriebenen Nachteile vermeidet und zu einem effizienten Einsatz der Aggregation führen kann.

Ausblick auf den legislativen Prozess

Der Regulierungsentwurf der Kommission wurde seit seiner Veröffentlichung mit den Stakeholdern diskutiert, u.a. auch im Europäischen Parlament. Der parlamentarische Berichterstatter [6] kritisierte in seiner Stellungnahme den Entwurf mit Blick auf die absehbaren Bilanzierungsprobleme in den Bilanzgruppen im Regulierungsmodell für Aggregatoren und forderte darüber hinaus, dass es transparente Regelungen für eine Vergütung der Einspeiser geben müsse. Eine abschließende Regelung im Rahmen der Verabschiedung einer neuen Elektrizitätsmarktdirektive steht noch aus.

Anmerkungen

[1] So heißt es etwa im Weißbuch der Bundesregierung für einen „Strommarkt für die Energiewende“: „Industrie, Gewerbe und Haushalte können teilweise ihren Stromverbrauch in Zeiten hoher Residuallast reduzieren und in Zeiten mit geringer Residuallast verlagern, wenn sie dadurch ihre Strombezugskosten senken und so ihre Wirtschaftlichkeit stärken können.“ (Weißbuch, S. 3)

[2] Proposal for A Directive Of The European Parliament And Of The Council on common rules for the internal market in electricity; EU-Kommission, 2016/0380 (COD), Fassung vom 23.2.2017.

[3] Dies gilt für Verbraucher, die über Standardlastprofile abgerechnet werden – bei gemessenen Verbrauchern kann der Lieferant alle Abweichungen explizit in Rechnung stellen.

[4] Es kann davon ausgegangen werden, dass Lastabwurf in Stunden mit hohen Preisen der wahrscheinlich häufigste DR-Anwendungsfall ist. Immer wenn DR von einem unabhängigen Aggregator aktiviert wird, weicht der tatsächliche Verbrauch von der Energiemenge ab, die der Lieferant für diesen Verbraucher für diesen Zeitpunkt beschafft hat.

[5] Vermutlich erfolgt der Ausgleich zum vereinbarten Strombelieferungspreis, so dass der Lieferant so gestellt wird, als hätte der flexible Verbraucher gar kein DR aktiviert.

[6] “Draft report on the proposal for a Directive of the European Parliament and of the Council on common rules for the market in electricity” von Berichterstatter Krisjanis Karins, Komitee für Industrie, Energy und Forschung, 15.6.2017.

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H. Ziegler, Senior Consultant, Scherbeck Energy, Hürth;
Dr. T. Mennel, Senior Consultant, DNV GL Energy Advisory, Bonn
h.ziegler@scherbeck-energy.com
Tim.Mennel@dnvgl.com

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