Auswucht- und Zusatzdienstleistungen

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Die letzte Ebene der Kaskade: Reserveprodukte (FCR, aFRR, mFRR), Beschaffungsdesign, Aktivierung, Ausgleich von Ungleichgewichten und die Optimierungslogik zur Bereitstellung von Flexibilität für das System.

Nach Schließung des Gates endet die marktbasierte Möglichkeit zur Positionsanpassung. Von diesem Punkt an, Der Netzausgleich liegt in der Verantwortung des ÜNB. Um diese zu erfüllen, beschaffen die ÜNB Reserven (Zusatzleistungen) vorab erfassen und in Echtzeit aktivieren. Die Kosten dieses Ausgleichs werden auf diejenigen zurückgeführt, die das Ungleichgewicht verursacht haben – über die Ausgleich von Ungleichgewichten Mechanismus.

Für einen Optimierer repräsentiert diese Marktschicht sowohl a Einnahmequelle (Bereitstellung von Rücklagen) und a Kostenbelastung (Ungleichgewichtsgebühren). Für beide ist es wichtig, sein Design zu verstehen.

Der Reserve Stack: Eine mehrschichtige Verteidigung

Der europäische Ausgleich folgt dem Strombilanzierungsrichtlinie (EB GL, EU 2017/2195), das die Reserven in vier standardisierte Produkte harmonisiert, geschichtet nach Aktivierungsgeschwindigkeit:

FCR
Frequency Containment Reserve – automatische, proportionale Reaktion auf Frequenzabweichung. Stabilisiert sich nach einer Störung innerhalb von Sekunden.
≤ 30 Sek
Symmetrisch ↕
aFRR
Automatische Frequenzwiederherstellungsreserve – zentral gesteuert (AGC-Signal), stellt die Frequenz auf 50 Hz wieder her und entlastet FCR.
≤ 5 Min
Hoch ↑ / Runter ↓
mFRR
Manuelle Frequenzwiederherstellungsreserve – manuell aktiviert durch den ÜNB-Einsatz, ergänzt aFRR bei größeren oder anhaltenden Ungleichgewichten.
≤ 15 Min
Hoch ↑ / Runter ↓
RR
Ersatzreserve – vom ÜNB geplant, um aktiviertes aFRR/mFRR für neue Ereignisse freizugeben. Wird nicht in allen Ländern verwendet.
≤ 30 Min
Hoch ↑ / Runter ↓
Die Kaskade innerhalb der Kaskade: Nach einer Frequenzabweichung wirkt zuerst FCR (autonom, dezentral), dann übernimmt aFRR (zentrales AGC-Signal ersetzt FCR), dann ergänzt mFRR bei Bedarf (manuelle ÜNB-Verteilung) und schließlich kann RR die aktivierten Reserven entlasten. Jede Ebene stellt die darüber liegende Ebene wieder her und erstellt so eine verschachtelte Wiederherstellungssequenz.

Produktabmessungen

Jedes Reserveprodukt wird anhand mehrerer Dimensionen definiert, die für die Optimierung wichtig sind:

DimensionFCRaFRRmFRRRR
AktivierungssignalLokale Frequenzmessung (dezentral)AGC-Sollwert vom TSO (zentral, kontinuierlich)Manueller Versandauftrag vom TSOVom ÜNB geplant
Symmetrisch/AsymmetrischSymmetrisch (muss sowohl ↑ als auch ↓ bereitstellen)Asymmetrisch (getrennte ↑- und ↓-Produkte)AsymmetrischAsymmetrisch
Kapazität vs. EnergieNur Kapazität (MW-Verfügbarkeit)Kapazität (MW) + Energie (MWh aktiviert)Kapazität (MW) + Energie (MWh aktiviert)Nur Energie (einige Märkte)
Mindestgebotsgröße (DE)1 MW1 MW1 MW—
Volle Aktivierungszeit30 Sekunden5 Minuten15 Minuten30 Minuten
Anhaltende Dauer≥ 15 Minuten (bis zur Linderung durch aFRR)Bis zur Deaktivierung durch AGCSolange versandtWie geplant

Beschaffung: Kapazitäts- und Energiemärkte

Die Reserven werden über beschafft zwei getrennte Mechanismen:

1. Kapazitätsbeschaffung (Reservierung)

Der ÜNB kauft die Recht zur Aktivierung – eine Verpflichtung, verfügbar zu sein. Die Zahlung erfolgt über a Kapazitätspreis (€/MW/Periode).

ProduktBeschaffungszeitrahmenAuktionshäufigkeit (DE-Beispiel)Vertragsdauer
FCRD-1 (täglich)Tägliche Auktion (gemeinsam DE/AT/NL/BE/FR über PICASSO/MARI-Vorgänger)4-Stunden-Blöcke
aFRR-KapazitätD-1 (täglich)Tägliche Auktion4-Stunden-Blöcke
mFRR-KapazitätD-1 (täglich)Tägliche Auktion4-Stunden-Blöcke
Evolution: Die Beschaffung wurde von wöchentlichen/monatlichen Verträgen (vor 2019) auf tägliche 4-Stunden-Blöcke umgestellt. Diese Verschiebung ermöglicht die Teilnahme flexiblerer, kleinerer Anlagen – eine Batterie kann sich für 4 Stunden auf FCR festlegen, ohne die ganze Woche zu binden. Der Trend geht zu noch kürzeren Beschaffungsfenstern, um den Wettbewerb zu erhöhen und die Beteiligung an erneuerbaren Energien und Speicher zu ermöglichen.

2. Energiebeschaffung (Aktivierung)

Beim ÜNB eigentlich aktiviert Für die reservierte Kapazität wird der Anbieter vergütet Energie geliefert (€/MWh). Dadurch entstehen zwei Einnahmequellen:

Europäische Ausgleichsplattformen

Der EB GL schreibt europaweite Plattformen für die grenzüberschreitende Aktivierung vor und schafft so eine einzige Merit Order für alle ÜNB:

PICASSO – Plattform für die internationale Koordinierung der automatisierten Frequenzwiederherstellung und des stabilen Systembetriebs

Live

Grenzüberschreitende Aktivierung von aFRR-Energie. Die ÜNB übermitteln ihre lokalen aFRR-Energiegebote einer gemeinsamen Merit Order. Die günstigsten Gebote werden unabhängig vom Standort zuerst aktiviert (abhängig von der grenzüberschreitenden Kapazität).

Preis: marginal (Pay-as-cleared) pro 15-Minuten-ISP. Go-Live: 2022–2024 (gestufter Beitritt).

MARI – Initiative für manuell aktivierte Reserven

Live

Grenzüberschreitende Aktivierung von mFRR-Energie. Gemeinsame Merit Order für manuelle Reserven; Der ÜNB verteilt den günstigsten verfügbaren mFRR grenzüberschreitend.

Preis: marginal (Pay-as-cleared) pro 15-Minuten-ISP. Standardprodukt: 15 Min. FAT, min. 1 MW. Go-Live: 2022–2024 (gestuft).

FCR-Kooperation

Live

Gemeinsam FCR-Kapazität Beschaffung in DE, AT, NL, BE, FR, CH, DK, SI. Einzelne tägliche Auktion für symmetrische FCR-Kapazität.

Preis: marginal (Pay-as-cleared). Tägliche Auktion bei D-1. Reduziert das insgesamt benötigte FCR-Volumen (geografische Diversifizierung von Frequenzabweichungen).

TERRE – Transeuropäische Ersatzreservebörse

Beschränkt

Grenzüberschreitende Aktivierung von RR-Energie. Nicht alle Länder nehmen teil (DE verwendet RR nicht). Aktiv in FR, ES, PT, UK und anderen Ländern.

Ungleichgewichtsausgleich: Das endgültige Preissignal

Nach der Lieferung jeweils Bilanzverantwortliche Partei (BRP) wird auf der Grundlage ihres Ungleichgewichts abgerechnet – der Differenz zwischen ihrer vertraglichen/geplanten Position und ihrer tatsächlich dosierten Einspeisung/Entnahme.

Ungleichgewichtsvolumen:
UngleichgewichtBRP = Gemessene Position − Geplante Position (DA + ID-Nominierungen)
Ungleichgewichtskosten:
Kosten = Ungleichgewichtsvolumen × Ungleichgewichtspreis

Der Ausgleichsenergiepreis spiegelt die Grenzkosten des ÜNB für die Wiederherstellung des Gleichgewichts wider – abgeleitet aus den Aktivierungspreisen auf PICASSO/MARI.

Einzelpreis vs. Doppelpreis

Preise für einzelne UngleichgewichteDuale Ungleichgewichtspreise
DesignEin Preis für alle Ungleichgewichte (Long- und Short-Abwicklung zum gleichen Preis)Unterschiedliche Preise für Long- und Short-Positionen (Spanne zwischen ihnen)
SignalBelohnt Ungleichgewichte, die dem System helfen (z. B. Long sein, wenn das System Short ist)Ungleichgewicht wird unabhängig von der Richtung immer bestraft
AnreizFördert den passiven Ausgleich – Spekulationen über die Systemrichtung sind möglichReiner Anreiz zum Ausgleich; keine Belohnung für „Helfen“
AnnahmeNL, BE, DE (seit 2022), die meisten EB GL-ausgerichteten MärkteVermächtnis; werden im Zuge der Harmonisierung schrittweise abgeschafft
EB GL-Harmonisierungsrichtung: Die Richtlinie drängt darauf zu Einzelpreis basierend auf den Grenzaktivierungskosten. Dies bedeutet, dass der Ungleichgewichtspreis = der Clearingpreis auf PICASSO (aFRR-Aktivierung) oder MARI (mFRR-Aktivierung) ist, je nachdem, welche Reserven aktiviert wurden. Durch grenzüberschreitende Plattformen spiegelt dieser Preis zunehmend die tatsächlichen europäischen Grenzkosten des Ausgleichs wider.

Ungleichgewichtspreisbildung (vereinfacht)

Wenn das System kurz ist (muss nach oben aktiviert werden):
Ungleichgewichtspreis = max(DA-Preis, marginaler aFRR-Aktivierungspreis auf PICASSO)
Wenn das System lang ist (eine Aktivierung nach unten erforderlich ist):
Ungleichgewichtspreis = min(DA-Preis, marginaler aFRR↓-Aktivierungspreis auf PICASSO)

Ergebnis: Kurze BRPs zahlen MEHR als DA, wenn das System knapp ist. Lange BRPs erhalten WENIGER als DA, wenn das System lang ist. Der Ungleichgewichtspreis erhöht die Kosten, die entstehen, wenn man auf der falschen Seite steht. Wenn Sie auf der RECHTEN Seite sind (lang, wenn das System kurz ist), profitieren Sie – dies ist der passive Ausgleichsanreiz bei der Einheitspreisgestaltung.

Optimierung: Einnahmen aus der Bereitstellung von Reserven

Für einen Anlagenoptimierer stellen Reserven eine separate Einnahmequelle dar, die über reine Energiemärkte hinausgeht. Die wichtigsten Kompromisse:

EntscheidungAbtauschHängt davon ab
Sich auf FCR festlegen oder Energie in DA verkaufen?FCR-Kapazitätsumsatz vs. DA-Energiemarge. FCR sperrt Ihre Kapazität symmetrisch – Sie können sie nicht zur Energiegewinnung nutzen.Erwarteter DA-Spread vs. FCR-Kapazitätspreis. Batterie-SoC-Management (symmetrisch = 50 % SoC).
aFRR-Kapazität anbieten oder für Ausweis behalten?aFRR-Kapazitätszahlung + potenzielle Energiezahlung vs. Intraday-Preiserfassung.Erwartete ID-Volatilität; Aktivierungswahrscheinlichkeit; Risikopräferenz.
Bei Energiegeboten ein hohes oder ein niedriges Gebot abgeben?Niedriges Gebot → wahrscheinlicher aktiviert (höhere Energieeinnahmen). Hohes Gebot → weniger Aktivierung, aber die Optionalität bleibt erhalten.Grenzkosten des Vermögenswerts; erwartetes Aktivierungsvolumen; Merit-Order-Position.
Ungleichgewichtsrisiko akzeptieren oder absichern?Lassen Sie eine Position bewusst offen, wenn ein günstiger Ausgleichsenergiepreis zu erwarten ist (passiver Ausgleich).Prognose der Richtung des Systemungleichgewichts; Risikotoleranz; behördliche Kontrolle.

Das Co-Optimierungsproblem

Zentrale Erkenntnis: Ein optimaler Anlagenplan muss übergreifend optimiert werden alle Märkte gleichzeitig – DA-Energie, ID-Energie, FCR-Kapazität, aFRR-Kapazität, aFRR-Energie, mFRR-Kapazität, mFRR-Energie. Diese sind Ersatznutzungen desselben MW. Die Bereitstellung eines MW an FCR schließt den Verkauf in DA aus. Die Aufgabe des Optimierers besteht darin, jedes MW-Intervall seinem höchsten erwarteten Nutzungswert zuzuordnen und dabei Unsicherheiten bei der Aktivierung, den Preisen und den Opportunitätskosten zu berücksichtigen.

Formell für eine Batterie oder ein flexibles Asset:

max E[ ΣH (PDA,h · QDA,h) + ΣH (PID,h · QID,h) + ΣB (PFCR,geb · RFCR,geb) + ΣB (PaFRR,b · RaFRR,b) + ΣH (Phandeln,h · E[qhandeln,h]) ]

Vorbehaltlich: Kapazitätsgrenzen, Ladezustandsdynamik, Einschränkungen der Reservequalifikation, Mindestverfügbarkeitsdauer, symmetrische Bereitstellung (FCR), Rampenraten usw.

wobei q = Energievolumen, r = reservierte Kapazität, p = Preise, b = Beschaffungsblöcke und E[qAkt] = erwartetes Aktivierungsvolumen (stochastisch).

Präqualifikation und technische Anforderungen

Nicht jeder Vermögenswert kann jede Reserve bereitstellen. ÜNB legen fest Präqualifikationstests:

ProduktWichtige technische AnforderungenTypische qualifizierte Vermögenswerte
FCRFrequenzproportionale Reaktion innerhalb von 30 Sekunden; Dauer ≥15 Min.; symmetrisch; Droop-Einstellung 200 MHz TotzoneBatterien (ideal), Wasserkraft, Demand-Response-Pools, thermisch (begrenzt)
aFRRFolgen Sie dem 4-Sekunden-AGC-Signal; vollständige Aktivierung innerhalb von 5 Minuten; mindestens 1 MW; Telemetrie an den ÜNBWasserkraft, GuD, Batterien, Industrielasten, aggregierte Pools
mFRRReagieren Sie auf den manuellen Versand; vollständige Aktivierung innerhalb von 15 Minuten; mindestens 1 MWOCGTs, Demand Response, Diesel-Backup, Batterien, Pumpspeicherkraftwerke
RRGeplante Aktivierung; 30-Minuten-Rampe; längere DauerGroßes Thermal-Pumpwasserkraftwerk
Pooling und Aggregation: Der EB GL erlaubt ausdrücklich die Aggregation – mehrere kleine Anlagen (Batterien, Wärmepumpen, Elektrofahrzeuge) können gepoolt werden, um das Minimum von 1 MW zu erreichen. Dadurch wurden Ausgleichsmärkte für dezentrale Energieressourcen geöffnet. Allerdings muss der Pool insgesamt das Aktivierungsprofil erfüllen (z. B. müssen alle Einheiten innerhalb von 5 Minuten auf aFRR reagieren). Der Aggregator trägt das Leistungsrisiko.

Die komplette Kaskade – überarbeitet

Mit dieser Lektion können Sie nun ein MW vom Vertrag bis zur Abrechnung verfolgen:

 Jahre im Voraus ──── Monate im Voraus ──── D-1 ─────── D (Lieferung) ──── Echtzeit ──── Abwicklung
     │ │ │ │ │ │
  Forward Futures DA-Auktion ID-Handel Ungleichgewicht
  Verträge (EEX) (EUPHEMIA) (SIDC/lokal) Aktivierungspreise
     │ │ │ │ │ │
  Absicherungsvolumen Formprofil Zeitplan und Anpassung für TSO aktiviert BRP zahlt/
  & Preisrisiko in Blöcke Referenzprognose FCR→aFRR→mFRR erhält für
                                  Preisaktualisierungen Rest Δ
     │ │ │ │ │ │
  ←──── Finanz-/Risikomanagement ────→ ←─ Physische Terminplanung ─→ ← Verwaltet →
                                                                                    
  Reservebeschaffung (Kapazität): ────── D-1-Auktion ────── Festgelegte 4-Stunden-Blöcke ──→
  Reserveaktivierung (Energie): ──────────────────────── Echtzeit-Versand ─────→ 
Abb. 1 – Die komplette Kaskade von den Terminmärkten bis zum Ausgleich von Ungleichgewichten, einschließlich der Position der Reserveprodukte.

Primärquelle

Zum rechtlichen Rahmen und harmonisierten Produktdefinitionen:
Verordnung (EU) 2017/2195 der Kommission – Stromausgleichsleitlinie. Erhältlich unter: EUR-Lex
Dabei handelt es sich um die Verordnung, die PICASSO, MARI, standardisierte Produkte und die Umstellung auf eine einheitliche Preisgestaltung für Ungleichgewichte vorschreibt. Alle nationalen Umsetzungen leiten sich daraus ab.

Zur empirischen Analyse der Ausgleichsenergiepreise und ihres Zusammenhangs mit der Reserveaktivierung:
Ocker, F. & Ehrhart, K.-M. (2017). „Das ‚deutsche Paradoxon‘ auf den Regelenergiemärkten.“ Bewertungen zu erneuerbaren und nachhaltigen Energien, 67, 892–898. — Analysiert strategisches Verhalten bei Kapazitätsauktionen.

Für Plattformspezifikationen:
ENTSO-E PICASSO-Dokumentation | ENTSO-E MARI-Dokumentation

Quiz

Retrieval-Praxis

Was ist die Hauptfunktion von aFRR im Vergleich zu FCR?

Retrieval-Praxis

Bei der Einzelungleichgewichtspreisgestaltung erhält ein BRP, der long (übergeneriert) ist, wenn das System short ist, Folgendes:

Retrieval-Praxis

Warum erfordert die Einstufung einer Batterie in FCR die Aufrechterhaltung eines Ladezustands von etwa 50 %?

Retrieval-Praxis

PICASSO und MARI verbessern die Auswuchteffizienz vor allem durch:

Retrieval-Praxis

Für einen flexiblen Vermögensoptimierer besteht die grundlegende Herausforderung der Reservemärkte darin:

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