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Hinter den Kulissen von Equigy

Equigy ist eine Crowd-Balancing-Plattform, die in der Schweiz vom Übertragungsnetzbetreiber Swissgrid lanciert und von einem gemeinsamen Konsortium mit TenneT (ÜNB in den Niederlanden und Deutschland) und Terna (ÜNB in Italien) entwickelt wurde. Mittels Blockchain-Technologie will die Plattform kleine, dezentrale Einheiten in den Regelenergiemarkt einbinden. Neben anderen Technologien gehören zu diesen Ressourcen Heimspeicher sowie Akkus von Elektrofahrzeugen. Als einer der grössten Stromproduzenten der Schweiz, der mit seinem flexiblen Kraftwerksportfolio bereits Regelleistung erbringt, aber auch dezentrale Anlagen Dritter vermarktet, verfügt Alpiq über genug relevante Erfahrung für dieses Projekt. Evangelos Vrettos von Swissgrid wird im Folgenden unsere Fragen zu Equigy beantworten, die technischen Hintergründe erläutern und einen Ausblick geben, wie sich die Systemdienstleistungs- und Regelenergiemärkte in Zukunft entwickeln könnten.

Evangelos Vrettos

Research & Digitalisation Manager bei Swissgrid
Projektmanager des Pilotprojekts Swiss Equigy

Hallo Herr Vrettos, vielen Dank, dass Sie sich für unsere Fragen Zeit genommen haben. Kurz gesagt, was genau macht die Equigy-Plattform?

Equigy erleichtert den Zugang dezentralisierter Flexibilitätsressourcen zu den Systemdienstleistungs- und Regelenergiemärkten und ermöglicht so die Kontrolle durch einen Aggregator. Die Plattform schafft neue Geschäftsperspektiven für bestehende Marktteilnehmer und erleichtert neuen Akteuren den Zugang zu diesen Märkten.

Unter Einsatz der Blockchain-Technologie verbessert die Plattform die Prozesse für Systemdienstleistungen mit besonderem Fokus auf der Registrierung dezentralisierter Flexibilitätsressourcen, der Präqualifizierung, dem Echtzeit-Monitoring der Reserveverfügbarkeit und der Ex-post-Validierung der gelieferten Dienstleistungen. Das Ziel von Equigy ist die Entwicklung von Kommunikationsstandards für Systemdienstleistungs- und Regelenergiemärkte auf europäischer Ebene sowie die effektive Nutzung von Synergien und bisheriger Erfahrungen, um das Wachstum des Ökosystems zu fördern und damit sich ÜNB daran anpassen können.

Welche Technologie setzt Equigy dazu ein?

Equigy basiert auf der Hyperledger Fabric-Technologie, bei der es sich um eine Permissioned Blockchain-Infrastruktur handelt. Hyperledger Fabric bietet eine modulare Architektur zur Entwicklung von Anwendungen und Lösungen.

Warum ist die Blockchain-Technologie für die Zusammenführung von dezentralisierten Flexibilitätsressourcen besonders geeignet?

Die Stärke der Permissioned Blockchain beruht auf den folgenden Faktoren:

  • Vertrauenswürdige Replikation zwischen Netzwerkteilnehmern („One Truth“) dank unveränderlicher Transaktionen auf kryptografischer Basis

  • Transparenz/Rückverfolgbarkeit bei gleichzeitiger Wahrung der Vertraulichkeit zwischen den Netzwerkteilnehmern

  • Gesteigerte Effizienz von Geschäftsprozessen dank Automatisierung von Geschäftsregeln im Rahmen intelligenter Verträge auf Blockchainbasis

Diese Faktoren werden vor allem in einem Szenario mit vielen Aggregatoren und einer sehr grossen Zahl dezentralisierter Flexibilitätsressourcen wichtig. Die Blockchain-Technologie kann dabei helfen, eine grössere Anzahl ansonsten manueller Prozesse zu automatisieren und gleichzeitig die Bestätigung der Verfügbarkeit und die korrekte Bereitstellung von Reserveleistung aufrechtzuerhalten.

Welche Meilensteine hat Equigy in der Schweiz bislang erreicht?

An erster Stelle wäre unser erfolgreiches Pilotprojekt im Bereich der Primärregelreserve (FCR, „Frequency Containment Reserves“) zu nennen. Es umfasste die Einführung eines Minimum Viable Products (MVP) sowie die Kontaktaufnahme mit dem Schweizer Markt, um Feedback zu erhalten und zu spüren, ob Interesse besteht. In Zusammenarbeit mit Alpiq in der Rolle des Aggregators haben wir die Testphase für das MVP erfolgreich abgeschlossen. Auf Grundlage der Analyse dieser Ergebnisse können wir sagen, dass das Pilotprojekt bewiesen hat, dass die Blockchain-Technologie die hier in Betracht gezogenen FCR-Geschäftsprozesse effizient unterstützen kann. Wir erkennen Vorteile für Eigentümer von Flexibilitätsressourcen, Aggregatoren und ÜNB. Auch die nötige Marktakzeptanz sehen wir als gegeben an.

Was genau wurde getestet und wann fanden diese Tests statt?

Die Tests umfassten die Registrierung flexibler Ressourcen und Ressourcengruppen, das Bieten und die Vergabe von Flexibilität sowie das Echtzeitmonitoring der Verfügbarkeit von Reserven. Die Tests liefen über zwei Wochen im Sommer 2020 und wurden mit einem 1-MW-Batteriespeichersystem in Maienfeld durchgeführt.

Wodurch unterscheidet sich das Schweizer Projekt von den Proof-of-Concept-Projekten in den Niederlanden und Deutschland?

Die Proof-of-Concept-Projekte in den Niederlanden und in Deutschland zielten auf die Sekundärregelreserve (aFRR) bzw. den Redispatch ab. Beim Schweizer Pilotprojekt haben wir uns auf eine andere Systemdienstleistung konzentriert, nämlich die Primärregelreserve (FCR). Die technischen Anforderungen und Probleme bei der Umsetzung im Zusammenhang mit FCR unterscheiden sich von denen im Zusammenhang mit aFRR und Redispatch. FCR ist eine schnellere Systemdienstleistung, die dezentral aktiviert wird. Es ergeben sich daraus grössere Herausforderungen im Hinblick auf die Speicherung und Analyse der umfangreicheren Datensätze auf einem Niveau von nur wenigen Sekunden. Ferner basiert FCR auf einem spezifischen Aggregationsmodell, nämlich einer Struktur, nach der dezentralisierte Flexibilitätsressourcen in Gruppen organisiert werden, um am Markt teilzunehmen, was sich ebenfalls im Registrierungsprozess der Plattform widerspiegeln muss.

Gibt es neben Blockchain noch weitere Lösungen, die das Potenzial dazu haben, volatile Produzenten und Energiespeicher flexibler zu machen oder sie zur Bereitstellung von Regelenergie zu nutzen?

Blockchain ist nicht die einzig technische Lösung, die für diese Anwendung geeignet ist. Tatsächlich könnten auf der Plattform anstelle der Blockchain auch konventionelle Datenbanken verwendet werden. Dennoch kann eine konventionelle Datenbank in Bezug auf die Unveränderbarkeit der Daten und die vertrauenswürdige Replikation nicht die gleichen Vorteile wie die Blockchain-Technologie bieten. Oder anders ausgedrückt, andere Technologien würden eine zentrale Instanz erfordern, der jede Partei vertraut und die Verantwortung für die Korrektheit der Daten und den Betrieb der Datenbank übergibt.

Selbst Equigy verlässt sich nicht exklusiv auf Blockchain. Ganz im Gegenteil basiert Equigy auf einer effizienten Kombination von Blockchain-Lösungen mit replizierten Daten in Off-Chain-Datenbanken.

Um in der Lage zu sein, verschiedene Distributed-Ledger-Technologien einsetzen zu können, läuft derzeit in der Schweiz eine Initiative mit dem Namen „DLT-for-Power“. Unter der Führung der Schweizerischen Normen-Vereinigung hat diese Initiative das Ziel, die technischen Grundlagen für ein DLT-basiertes System in der Energiewirtschaft zu definieren. Sowohl Swissgrid als auch Alpiq beteiligen sich an dieser Initiative und bringen dabei unter anderem ihre Erfahrungen aus dem Equigy-Experiment ein.

Was bedeutet das für den Systemdienstleistungsmarkt? Wird dieser in Zukunft auch für Privatpersonen geöffnet werden?

Eine direkte Beteiligung von Privatpersonen an den Systemdienstleistungsmärkten über Equigy ist zum jetzigen Zeitpunkt nicht vorgesehen. Das von uns angestrebte Modell sieht vor, dass Privatpersonen ihre eigene Flexibilität durch Aggregatoren nutzbar machen, die mit Equigy und dem Markt interagieren. Die Plattform teilt die Rollen vielmehr in kommerzielle Aggregatoren, die als Schnittstelle zum Markt und zum ÜNB fungieren, und technische Aggregatoren, die ihr Know-how bei der Regelung dezentraler Flexibilitätsressourcen einbringen. Das Verhältnis zwischen den unterschiedlichen Aggregatoren und den Eigentümern der Flexibilitätsressourcen wird von Equigy selbst nicht definiert und liegt in der Verantwortung der beteiligten Parteien.

Könnte dies dazu führen, dass der Einsatz thermischer Kraftwerke, die nach wie vor eine wichtige Rolle für die Versorgungssicherheit und die Stabilisierung des Stromnetzes spielen, zunehmend abnehmen wird?

In der Schweiz spielen thermische Kraftwerke, insbesondere nichtnukleare thermische Kraftwerke, auf dem Markt für Systemdienstleistungen sowieso eine eher begrenzte Rolle. 98 Prozent der Primärreserve stammen aus Wasserkraftwerken und die restlichen 2 Prozent aus dezentralen Flexibilitätsressourcen, meist Batterien, Wärmepumpen und Warmwasserspeichern. Ein weiterer kleiner Prozentsatz der Primär-, Sekundär- und Tertiärregelung wird von Müllverbrennungsanlagen oder Notstromaggregaten abgedeckt.

Durch eine einfachere Integration dezentralisierter Flexibilitätsressourcen in die Systemdienstleistungsmärkte wird Equigy die Marktliquidität erhöhen und dabei helfen, die Abhängigkeit von Atom- und Wasserkraftwerken zur Sicherung der Reserveleistung zu reduzieren. Dabei wird es auch weiterhin von besonderer Wichtigkeit sein, kohlenstofffreie und kontrollierbare Erzeugungsressourcen im grossen Umfang im Energiemix zu halten.


Evangelos Vrettos ist seit September 2019 Research & Digitalisation Manager bei Swissgrid, wo er das Pilotprojekt Swiss Equigy leitet. Neben seiner Rolle bei Equigy ist er an Forschungs- und Entwicklungsaktivitäten in den Bereichen Wartungsplanung, Engpassmanagement und Koordination zwischen Übertragungs- und Verteilungsnetzbetreibern beteiligt. Bevor er zu Swissgrid kam, war er als Forschungswissenschaftler am Lawrence Berkeley National Laboratory (Kalifornien, USA) und in einer Ingenieursposition beim Schweizer Stromversorger EKZ tätig. 2010 erwarb er seinen Abschluss in Elektrotechnik und Informatik an der Nationalen Technischen Universität Athen und 2016 ein Doktorat in Elektrotechnik und Informationstechnologie an der ETH Zürich.


 

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