Hvad er frekvensregulering, og hvorfor bruges BESS ofte til det først?
Et BESS-anlæg (Battery Energy Storage System) er ikke kun et fysisk batteri. Det er et fleksibilitetsaktiv, der kan lagre energi, reagere på signaler fra elnettet og flytte forbrug eller leverance, når det skaber økonomisk værdi.
For mange nyinstallerede erhvervsbatterier er stabilisering af elnettet, kaldet frekvensregulering, ofte den første væsentlige indtægtskilde. For at vurdere den forretningsmæssige case kræver det en forståelse af de fysiske rammer, som Energinet opererer under, indtjeningens struktur og hvorfor anlægget skal kunne skifte strategi, når markedsforholdene ændrer sig.
1. 50,00 Hz og hvorfor elnettet kræver konstant balance
Det europæiske elnet opererer med en nominel frekvens på præcis 50,00 Hz. Denne frekvens er et direkte udtryk for den øjeblikkelige balance mellem den strøm, der produceres, og den strøm, der forbruges.
I et vekselstrømsnet kan energi ikke lagres i selve transmissionskablerne. Forbrug og produktion skal balanceres i realtid. Hvis der opstår en ubalance, ændrer frekvensen sig. Afviger frekvensen for meget, risikerer systemet strømafbrydelser eller skader på elektrisk udstyr.
2. Hvorfor behovet for regulering er vokset
Tidligere blev denne balance hjulpet på vej af de store centrale kul- og gasværker. Deres massive roterende dampturbiner skabte en naturlig modstand mod frekvensændringer, et fysisk fænomen kaldet rotationsinerti. Som Energinet dokumenterer i deres markedsanalyser fungerede denne inerti som nettets stødpude.
I dag kommer en stor del af den danske strøm fra vindmøller og solceller. Disse anlæg leverer strøm via invertere og har ingen tung roterende masse koblet direkte til nettet. Elnettet har dermed mistet en del af sin fysiske stødpude. Det betyder, at frekvensen kan ændre sig hurtigere end tidligere. Det har skabt et voksende behov for aktører, der kan reagere hurtigt.
3. Systemydelser og hvordan batterier understøtter nettet
For at håndtere disse udsving indkøber Energinet såkaldte systemydelser. Det er ofte her, at et BESS-anlæg skaber en væsentlig del af værdien. Systemydelserne er opdelt i et hierarki baseret på reaktionstid og formål. Tre centrale kategorier er:
FCR (Frequency Containment Reserve): Den første automatiske reaktion. Anlægget overvåger lokalt frekvensen og reagerer øjeblikkeligt for at stoppe et fald eller en stigning.
aFRR (automatic Frequency Restoration Reserve): Den automatiske genopretning. Energinet sender et centralt signal til anlægget om at justere effekten for at bringe frekvensen tilbage til præcis 50,00 Hz.
mFRR (manual Frequency Restoration Reserve): Den manuelle reserve som aktiveres for at aflaste de hurtigere systemer ved længerevarende ubalancer.
I det nuværende danske marked er særligt aFRR og mFRR centrale i mange erhvervscases fordi de kan understøtte indtjening ud over de hurtigste reserver.
Forenklet illustration af hvordan FCR, aFRR og mFRR aktiveres efter en frekvensafvigelse. Tiderne viser princippet i reservehierarkiet, ikke en komplet teknisk specifikation.
4. Hvorfor er batterier velegnede til hurtig regulering
Et traditionelt kraftværk regulerer frekvensen ved mekanisk at ændre tilførslen af brændsel. Denne proces tager tid. Ved frekvensregulering skal et anlæg justere sin effekt proportionalt med afvigelsen fra 50,00 Hz. Jo større afvigelsen er desto større effektændring kræves der.
Batterier er særligt velegnede til den opgave fordi anlæggets inverter kan regulere effekten meget hurtigt og med høj præcision helt uden mekanisk forsinkelse. Det gør det muligt for anlægget at optage energi i den ene situation og levere energi i den næste.
5. Hvorfor software og en aggregator er afgørende
Et batteri tjener ikke penge af sig selv. Før et anlæg kan deltage i systemydelser, skal det bestå Energinets krav til prækvalificering, hvor reaktionstid, stabilitet og udholdenhed testes og dokumenteres.
Derudover skal anlægget bydes ind på markederne. Dette gøres ikke manuelt af anlægsejeren, men håndteres via software og en tredjepart, en såkaldt aggregator. Vi benytter eksempelvis Hybrid Greentech som partner på dette område. Aggregatorens algoritmer overvåger markedspriser, aktiveringssignaler, batteriets tilstand og anlæggets tilgængelighed. På den baggrund placeres kapaciteten dér, hvor den forventes at skabe bedst risikojusteret økonomi.
6. Hvordan indtjeningen fungerer
For at vurdere økonomien er det afgørende at forstå forskellen på indtægtstyperne i markederne:
Kapacitetsbetaling (Rådighedsbetaling): I FCR, aFRR og mFRR kan en del af indtjeningen komme fra kapacitetsbetaling. Det betyder at anlægget modtager betaling pr. MW pr. time for at stå til rådighed, så længe det lever op til den aftalte tilgængelighed.
Energibetaling: På markeder som aFRR og mFRR modtager anlægget udover rådighedsbetalingen en yderligere afregning for den faktiske mængde megawatt-timer (MWh), der leveres eller optages, når Energinet aktiverer systemet.
7. Risikoen og hvorfor markedet ændrer sig
Historisk har systemydelser leveret perioder med høje markedspriser. Men FCR er et kapacitetsmarked og Energinet har kun brug for en bestemt mængde kapacitet. I takt med at flere batterier installeres i Danmark, øges udbuddet, hvilket på sigt forventes at dæmpe priserne på de hurtigste reserver.
En forretningsmodel, der udelukkende er baseret på et enkelt marked over en 15-årig periode, er derfor forbundet med højere risiko. En måde at reducere denne risiko på er at kombinere flere indtægtskilder, ofte kaldet revenue stacking. Et fleksibelt energisystem skal løbende kunne omlægge sin drift og skifte mellem aFRR, mFRR, energiarbitrage (købe strøm billigt og sælge dyrt) samt peak shaving af virksomhedens faste nettariffer afhængigt af hvor den risikojusterede økonomi er bedst.
8. Hvordan ZynexGroup håndterer den daglige drift
For anlægsejeren er det ikke opgaven at følge frekvensmarkederne time for time. Det kræver software, markedsadgang og løbende overvågning.
ZynexGroup dimensionerer anlægget ud fra virksomhedens nettilslutning, forbrugsprofil og de markeder, der realistisk kan understøtte investeringen. Den daglige markedsoptimering håndteres via software og samarbejdspartnere, mens anlæggets tekniske drift, batteritilstand og kritiske komponenter overvåges løbende via vores egen cloud-baserede platform.
Det betyder, at kunden ikke manuelt skal vælge mellem FCR, aFRR, mFRR, arbitrage og peak shaving. Systemet er sat op til at anvende de relevante indtægtskilder, når markedsforholdene ændrer sig, samtidig med at batteriets drift, tilstand og tekniske begrænsninger overvåges.
Få vurderet potentialet for jeres facilitet
Hvis du ønsker at vide om et BESS anlæg er relevant for jeres virksomhed kan vi udarbejde en indledende vurdering.
Vi ser typisk på jeres nuværende nettilslutning, 12 til 24 måneders forbrugsdata, driftstidspunkter og relevante tariffer. På den baggrund vurderer vi hvilken størrelse anlægget bør have, hvilke systemydelser det realistisk kan deltage i, og hvilke økonomiske scenarier der er relevante under nuværende markedsforhold.