Energie-Aggregatoren

Energie-Aggregatoren bündeln dezentrale Energieressourcen zu steuerbaren Portfolios. Im Gegensatz zu virtuellen Kraftwerken, die ein einzelnes Kraftwerk nachbilden, liegt der Fokus von Energie-Aggregatoren auf Koordination und Marktbeteiligung. Sie sind ausschlaggebend für Flexibilitätsmärkte, Systemstabilität und den digitalen Ausgleich von Energiesystemen.

Energie-Aggregatoren koordinieren dezentrale Energieressourcen (DERs) wie Photovoltaik (PV), Batteriespeicher und Elektroautos (EVs), um die Teilhabe an Strommärkten und Netzdienstleistungen sicher zu stellen. Sie schaffen Flexibilität, optimieren Anlagen und unterstützen dezentrale, softwarebasierte Energiesysteme.

Was ist ein Energie-Aggregator?

Energie-Aggregatoren sind dezentrale Energieressourcen (DERs), die zu einem steuerbaren Portfolio zusammengefasst werden. Sie vermitteln zwischen kleinteiligen Anlagen, Strommärkten oder Netzbetreibern. Energie-Aggregatoren nutzen digitale Software-Plattformen und Echtzeitdaten, um Effizienz und Leistung zu verbessern, Flexibilität zu schaffen und eine Marktbeteiligung zu ermöglichen, wozu hingegen einzeln verwaltete Anlagen keinen Zugang haben. 

Welche Anlagen können von Energie-Aggregatoren verwaltet werden?

Energie-Aggregatoren verwalten eine Vielzahl an Anlagen. Dazu gehören Ressourcen der:

• Dezentralen Erzeugung: wie kleinteilige PV-Anlagen oder kleine Windturbinen.
  
  
• Flexiblen Verbrauchseinheiten: dazu zählen EVs, Wärmepumpen sowie industrielle und gewerbliche Lasten.
  
  
• Energiespeicher: zum Beispiel Batteriespeichersysteme (BESS) unterschiedlicher Größe und Standorte.
  
  

Diese Anlagen sind oft verteilt und im Besitz verschiedener Eigentümer:innen. Aggregatoren nutzen Software-Plattformen, um sie zu koordinieren und ein Portfolio zu erstellen, das Flexibilität schafft und an Strommärkten teilnehmen kann.

Die Rolle von Energie-Aggregatoren in der Energiewende

Im Zuge der Energiewende wandeln sich Energiesysteme von zentralisierten hin zu dezentralen und flexibel gesteuerten Lasten. Einzelne Anlagen sind häufig zu klein oder zu verteilt, um eigenständig ausreichende Netzdienstleistungen zu bieten oder an Energiemärkten teilnehmen zu können. Energie-Aggregatoren erschließen Flexibilität, indem sie mehrere Anlagen koordinieren, was Angebot und Nachfrage stabilisiert. Dabei erhöhen sie die Resilienz des Systems, minimieren die Lasten im Netz und steigern die Gesamteffizienz des Systems. Indem sie kleinteilige Energieerzeuger und -verbraucher an Märkte anbinden, unterstützen Aggregatoren die Entwicklung eines flexiblen, digitalen und softwarebasierten Stromnetzes.

Energie-Aggregatoren vs. virtuelle Kraftwerke

Energie-Aggregatoren bündeln verschiedene DERs, um Flexibilität für Strommärkte und Netzbetreiber bereitzustellen. Dabei bleiben PV-Anlagen, Batteriespeicher, EVs und flexible Lasten im ursprünglichen Besitz der Betreiber, während der Aggregator Software- und Echtzeitdaten nutzt, um die Leistung zu optimieren und die Marktbeteiligung zu ermöglichen. Der Fokus von Aggregatoren liegt vor allem auf Koordination statt auf vollständiger operativer Kontrolle, wodurch die Flexibilität kleinteiliger Anlagen gebündelt werden kann und sie an Ausgleichs-, Flexibilitäts- und Sekundärdienstleistungsmärkte angebunden werden.

Virtuelle Kraftwerke hingegen integrieren mehrere dezentrale Anlagen, die dann als eine steuerbare Einheit agieren. Ein VPP steuert aktiv Erzeugung, Speicher und flexible Lasten, um Prognosen über Energieproduktion oder Netzdienstleistungen zu liefern. Im Gegensatz zu Aggregatoren liegt der Fokus von VPPs auf operativer Integration. Anlagen werden häufig zentral verwaltet, um Nachfrage zu decken, das Netz auszugleichen oder vermarktbare Energie als einzelne Einheit bereitzustellen. Aggregatoren können Anlagen verwalten, die zusammen ein VPP bilden und beide Ansätze ergänzen: Aggregation ermöglicht Koordination und Marktzugang, während VPPs die integrierte Nutzung und eine zuverlässige Systemleistung optimieren.

Wie funktioniert die Energie-Aggregation?

Energie-Aggregation funktioniert durch die kontinuierliche Erfassung von Daten der verbundenen DERs. Dazu gehören Informationen über Erzeugung, Verbrauch, Speicherstände und die Verfügbarkeit der Anlagen. Die Grundlage für eine koordinierte Steuerung ist die Echtzeitüberwachung des verteilten Portfolios, um Transparenz zu schaffen. Energiemanagementsysteme (EMS) stellen diese Transparenz bereit, indem sie die Assets in eine einheitliche Datenebene integrieren.

Auf Basis dieser Daten können Prognosen und Optimierungen den zukünftigen Bedarf, die Erzeugung und das Flexibilitätspotenzial abschätzen. Dabei werden Faktoren wie Wetterbedingungen, Nutzer:innenverhalten, Marktpreise und Netzrestriktionen berücksichtigt. Anschließend bestimmt die softwarebasierte Optimierung, wie die einzelnen Anlagen koordiniert werden können, um Flexibilität zu ermöglichen und gleichzeitig technische und vertragliche Anforderungen einzuhalten. EMS-Plattformen wie XENON unterstützen diesen Prozess, indem sie die Anlagen über verschiedene Anwendungsfälle und Marktanforderungen hinweg orchestrieren.

Nach der Optimierung werden die DERs automatisch in Reaktion auf Marktanforderungen, Preissignale oder Netzbedarf eingesetzt. Dieser Prozess umfasst das Verschieben von Verbrauch, das Laden oder Entladen von Batteriespeichern sowie die Anpassung flexibler Lasten. Energie-Aggregation basiert auf Softwarebasierten interoperablen Plattformen, die eine sichere Kommunikation und skalierbare Steuerung fördern, sodass jede Anlage zuverlässig in Echtzeit reagieren kann.

Energie-Aggregatoren als Treiber von Flexibilität

Energie-Aggregatoren treiben Flexibilitätsmärkte, indem sie dezentrale Flexibilität zugänglich und handelbar machen. Einzelne Anlagen können oft nur begrenzte Flexibilität liefern. Durch das Bündeln mehrerer DERs zu koordinierten Portfolios wandeln Aggregatoren technische Flexibilität in marktfähige Produkte, die zuverlässig Netzbetreibern und Energiemärkten angeboten werden können.

Diese Aggregation unterstützt sowohl lokale als auch regionale Flexibilitätsmärkte. Anlagen können aktiviert werden, um standortspezifische Netzrestriktionen zu berücksichtigen, während sie gleichzeitig an übergeordnete Marktstrukturen angeschlossen bleiben. Ein EMS stellt die erforderliche Orchestrierungsebene bereit, um die Flexibilität auf DER-Ebene mit den Marktanforderungen abzustimmen. XENON unterstützt dabei, indem es Anlagen über verschiedene Regionen und Marktsignale hinweg koordiniert.

Darüber hinaus verbinden Energie-Aggregatoren Energiegemeinschaften und dezentrale Anlagen mit größeren Energiemärkten. Dadurch kann lokal erzeugte Flexibilität zur systemweiten Bilanzierung und Engpassmanagement im Netz beitragen. Durch die Kombination von DERs mit digitalen Marktschnittstellen sind Aggregatoren ein zentraler Bestandteil dezentraler Energiemodelle, in denen Flexibilität eine entscheidende Rolle für stabile und effiziente Energiesysteme spielt.

Vorteile der Energie-Aggregation

Für Netzbetreiber bietet die Energie-Aggregation Zugang zu dezentraler Flexibilität, die Netzstabilität und Engpassmanagement unterstützt, ohne dass umfangreiche Infrastrukturmaßnahmen erforderlich sind. Koordinierte Portfolios können schnell auf lokale Engpässe und Systemungleichgewichte reagieren und so die Betriebseffizienz maximieren. Mithilfe digitaler Plattformen kann Flexibilität skalierbar zugänglich gemacht werden.

Für Energiemärkte erhöht Aggregation die Liquidität von Angebot und Nachfrage und schafft eine effizientere Nutzung dezentraler Flexibilität. Durch das Bündeln kleiner Anlagen können Aggregatoren marktfähige Flexibilitätsprodukte in großen Mengen anbieten. Energiemanagement-Plattformen, die Anlagen mit mehreren Märkten verbinden, unterstützen eine transparente und automatisierte Marktbeteiligung.

Für Anlagenbesitzer:innen schafft die Energie-Aggregation zusätzliche Einnahmequellen und reduziert gleichzeitig die Komplexität des Marktzugangs. Eigentümer:innen behalten die Kontrolle über ihre Anlagen, während Optimierung, Marktintegration und operative Koordination durch Softwarelösungen abgedeckt werden. Energiemanagementsysteme ermöglichen es zudem, an Flexibilitätsmärkten teilzunehmen, ohne sich selbst mit technischen oder regulatorischen Herausforderungen befassen zu müssen.

Herausforderungen der Energie-Aggregation

Energie-Aggregation ist auf hochwertige Daten und eine zuverlässige Verbindung zwischen allen angeschlossenen Anlagen angewiesen. In der Praxis ist das oft schwierig, da die Anlagen häufig von unterschiedlichen Herstellern stammen und verschiedene Kommunikationsprotokolle nutzen. Die Gestaltung einer einheitlichen Datenebene erfordert interoperable Hardware, standardisierte Schnittstellen und ein flexibles EMS, das in der Lage ist, heterogene Systeme zu verwalten.

Regulatorische Rahmenbedingungen können ebenfalls die Skalierbarkeit der Aggregation einschränken. Regeln für Marktzugang, Messung oder Netzinteraktion variieren zwischen Regionen und sind in vielen Fällen noch auf zentralisierte Energiesysteme ausgelegt. Das kann die Teilnahme kleinteiliger Anlagen verlangsamen oder Unsicherheiten für Anlagenbesitzer:innen schaffen. Aggregatoren müssen diese Vorschriften sorgfältig navigieren, um einen regelkonformen und effizienten Betrieb sicherzustellen.

Letztlich können Prognosen und Optimierungen durch unvorhersehbares Nutzer:innenverhalten oder volatile Marktbedingungen beeinträchtigt werden. Schon kleine Abweichungen können die Verfügbarkeit von Flexibilität beeinflussen. Daher sind fortgeschrittene Prognosemodelle und kontinuierliche Datenvalidierung entscheidend, um zuverlässige und genaue Dispositionsentscheidungen über das gesamte Portfolio hinweg sicherzustellen.

Expert:innen-Einblicke und Praxistipss

Energie-Aggregation entwickelt sich mit zunehmender Elektrifizierung und Digitalisierung zu einem wichtigen Baustein dezentraler Energiesysteme. Die wachsende Zahl flexibler Anlagen, darunter EVs, Wärmepumpen und Batteriespeicher, erhöht den Bedarf an koordinierter Steuerung, um die Netzstabilität zu sichern und eine effiziente Marktbeteiligung zu ermöglichen.

Flexibilitätsmärkte entwickeln sich hin zu einer besseren Integration dezentraler Anlagen und belohnen reaktionsfähiges Verhalten. Mit der Weiterentwicklung regulatorischer Rahmenbedingungen wird erwartet, dass Aggregatoren eine stärkere Rolle bei der Verbindung dezentraler Flexibilität mit lokalen, regionalen und grenzüberschreitenden Marktstrukturen spielen. Digitale Energiemanagementsysteme entwickeln sich zunehmend zu automatisierten und skalierbaren Plattformen, die die Koordination über unterschiedliche Anlagenportfolios erlauben. gridX’ Energy Market Expertin Irene Guerra Gil ergänzt: „Energie-Aggregation ermöglicht es dezentralen Anlagen, strukturiert und skalierbar an Energiemärkten teilzunehmen. Durch die Abstimmung von Flexibilität auf Markt- und Netzanforderungen helfen Aggregatoren, dezentrale Ressourcen zu einem verlässlichen System-Asset zu machen.“

Mit Blick auf die Zukunft erwarten wir, dass die Energie-Aggregation sich von einer unterstützenden Funktion zu einer zentralen Systemfunktion wandelt. Mit transparenter Steuerung und zuverlässiger Marktintegration können dezentrale Anlagen als aktive Teilnehmer im Energiesystem agieren. Somit wird ein resilientes und effizientes Energiesystem geschaffen, in dem Flexibilität zu einem zentralen Pfeiler der Systemstabilität wird.