Was istIIndustrie- undCkommerziellEEnergieSLagerung undCgewöhnlichBGeschäftMModelle

I. Industrielle und gewerbliche Energiespeicherung

Unter „industrieller und gewerblicher Energiespeicherung“ versteht man Energiespeichersysteme, die in industriellen oder gewerblichen Anlagen zum Einsatz kommen.

Aus Sicht der Endverbraucher kann die Energiespeicherung in stromseitige, netzseitige und nutzerseitige Energiespeicherung unterteilt werden. Stromseitige und netzseitige Energiespeicherung werden auch als Vorzähler- oder Massenspeicherung bezeichnet, während nutzerseitige Energiespeicherung als Nachzähler- oder Massenspeicherung bezeichnet wird. Nutzerseitige Energiespeicherung kann weiter in industrielle und gewerbliche Energiespeicherung sowie Haushaltsenergiespeicherung unterteilt werden. Im Wesentlichen fällt die industrielle und gewerbliche Energiespeicherung unter die nutzerseitige Energiespeicherung und ist für industrielle oder gewerbliche Anlagen bestimmt. Industrielle und gewerbliche Energiespeicherung findet Anwendung in verschiedenen Bereichen, darunter Industrieparks, Gewerbezentren, Rechenzentren, Kommunikationsbasisstationen, Verwaltungsgebäude, Krankenhäuser, Schulen und Wohngebäude.

Aus technischer Sicht lässt sich die Architektur industrieller und kommerzieller Energiespeichersysteme in zwei Typen unterteilen: DC-gekoppelte Systeme und AC-gekoppelte Systeme. DC-gekoppelte Systeme nutzen typischerweise integrierte Photovoltaik-Speichersysteme, die aus verschiedenen Komponenten bestehen, wie z. B. Photovoltaik-Stromerzeugungssystemen (hauptsächlich bestehend aus Photovoltaikmodulen und -steuerungen), Energiespeicher-Stromerzeugungssystemen (hauptsächlich bestehend aus Batteriepacks, bidirektionalen Konvertern („PCS“), Batteriemanagementsystemen („BMS“) zur Integration von Photovoltaik-Stromerzeugung und -speicherung), Energiemanagementsystemen („EMS-Systemen“) usw.

Das grundlegende Funktionsprinzip besteht darin, Akkupacks direkt mit Gleichstrom zu laden, der von Photovoltaikmodulen über Photovoltaik-Controller erzeugt wird. Zusätzlich kann Wechselstrom aus dem Netz über PCS in Gleichstrom umgewandelt werden, um den Akkupack zu laden. Bei Strombedarf gibt die Batterie Strom ab, wobei sich der Energieabnahmepunkt am Batterieende befindet. AC-Kopplungssysteme hingegen bestehen aus mehreren Komponenten, darunter Photovoltaik-Stromerzeugungssysteme (hauptsächlich bestehend aus Photovoltaikmodulen und netzgekoppelten Wechselrichtern), Energiespeicher-Stromerzeugungssysteme (hauptsächlich bestehend aus Akkupacks, PCS, BMS usw.) und EMS-Systeme usw.

Das grundlegende Funktionsprinzip besteht darin, den von Photovoltaikmodulen erzeugten Gleichstrom über netzgekoppelte Wechselrichter in Wechselstrom umzuwandeln, der direkt ins Netz oder an elektrische Verbraucher eingespeist werden kann. Alternativ kann der Strom über PCS in Gleichstrom umgewandelt und in den Akku geladen werden. Die Energie wird dabei am Wechselstromende gesammelt. Gleichstromkopplungssysteme sind für ihre Kosteneffizienz und Flexibilität bekannt und eignen sich für Szenarien, in denen Nutzer tagsüber weniger und nachts mehr Strom verbrauchen. Wechselstromkopplungssysteme hingegen sind teurer und flexibler und eignen sich ideal für Anwendungen, in denen bereits Photovoltaikanlagen vorhanden sind oder Nutzer tagsüber mehr Strom und nachts weniger verbrauchen.

Im Allgemeinen kann die Architektur industrieller und kommerzieller Energiespeichersysteme unabhängig vom Hauptstromnetz betrieben werden und ein Mikronetz für die Photovoltaik-Stromerzeugung und Batteriespeicherung bilden.

II. Peak-Valley-Arbitrage

Peak-Valley-Arbitrage ist ein häufig verwendetes Ertragsmodell für die industrielle und gewerbliche Energiespeicherung, bei dem zu niedrigen Strompreisen aus dem Netz geladen und zu hohen Strompreisen entladen wird.

In China beispielsweise werden in der Industrie und im Handel typischerweise zeitabhängige Strompreise und Spitzenpreise eingeführt. In der Region Shanghai beispielsweise hat die Shanghaier Entwicklungs- und Reformkommission eine Bekanntmachung zur weiteren Verbesserung des zeitabhängigen Strompreismechanismus in der Stadt herausgegeben (Shanghaier Entwicklungs- und Reformkommission [2022] Nr. 50). In der Bekanntmachung heißt es:

Für allgemeine industrielle und gewerbliche Zwecke sowie für den sonstigen Zweiteil- und großindustriellen Zweiteilstromverbrauch liegt die Spitzenzeit im Winter (Januar und Dezember) von 19:00 bis 21:00 Uhr und im Sommer (Juli und August) von 12:00 bis 14:00 Uhr.

In Spitzenzeiten im Sommer (Juli, August, September) und Winter (Januar, Dezember) steigen die Strompreise um 80 % gegenüber dem Pauschalpreis. In Nebenzeiten sinken die Strompreise hingegen um 60 % gegenüber dem Pauschalpreis. In Spitzenzeiten steigen die Strompreise zusätzlich um 25 % gegenüber dem Spitzenpreis.

In den übrigen Monaten steigen die Strompreise während der Spitzenzeiten um 60 % auf Basis des Pauschalpreises, während sie in den Nebenzeiten um 50 % auf Basis des Pauschalpreises sinken.

Für den allgemeinen industriellen, gewerblichen und sonstigen Stromverbrauch in Einzelsystemen wird nur zwischen Spitzen- und Talzeiten unterschieden, ohne dass eine weitere Unterteilung der Spitzenzeiten erfolgt. Während der Spitzenzeiten im Sommer (Juli, August, September) und Winter (Januar, Dezember) steigen die Strompreise auf Basis des Pauschalpreises um 20 %, während sie in Zeiten mit geringerer Auslastung um 45 % sinken. In den übrigen Monaten steigen die Strompreise während der Spitzenzeiten auf Basis des Pauschalpreises um 17 %, während sie in Zeiten mit geringerer Auslastung um 45 % sinken.

Industrielle und gewerbliche Energiespeichersysteme nutzen diese Preisstruktur, indem sie günstigen Strom außerhalb der Spitzenzeiten kaufen und ihn in Spitzenzeiten oder zu Zeiten mit hohen Preisen an die Verbraucher liefern. Diese Vorgehensweise trägt dazu bei, die Stromkosten von Unternehmen zu senken.

IIIEnergie-Zeitverschiebung

Bei der Energiezeitverschiebung wird der Stromverbrauch durch Energiespeicherung zeitlich angepasst, um Bedarfsspitzen auszugleichen und Zeiten mit geringer Nachfrage zu überbrücken. Bei der Nutzung von Stromerzeugungsanlagen wie Photovoltaikzellen kann die Diskrepanz zwischen der Erzeugungskurve und der Lastverbrauchskurve dazu führen, dass Nutzer überschüssigen Strom entweder zu niedrigeren Preisen an das Netz verkaufen oder zu höheren Preisen vom Netz beziehen.

Um dies zu erreichen, können Nutzer die Batterie in Zeiten geringen Stromverbrauchs laden und den gespeicherten Strom in Spitzenzeiten entladen. Diese Strategie zielt darauf ab, den wirtschaftlichen Nutzen zu maximieren und die CO2-Emissionen von Unternehmen zu reduzieren. Darüber hinaus gilt die Speicherung überschüssiger Wind- und Solarenergie aus erneuerbaren Quellen für die spätere Nutzung in Spitzenlastzeiten als Energiezeitverschiebung.

Die Energiezeitverschiebung stellt keine strengen Anforderungen an die Lade- und Entladepläne und die Leistungsparameter für diese Prozesse sind relativ flexibel, was sie zu einer vielseitigen Lösung mit hoher Anwendungshäufigkeit macht.

IV.Gängige Geschäftsmodelle für industrielle und gewerbliche Energiespeicherung

1.ThemaIbeteiligt

Wie bereits erwähnt, liegt der Kern der industriellen und gewerblichen Energiespeicherung in der Nutzung von Energiespeicheranlagen und -dienstleistungen sowie in der Erzielung von Energiespeichervorteilen durch Peak-Valley-Arbitrage und andere Methoden. Zu den Hauptbeteiligten dieser Kette zählen Anlagenanbieter, Energiedienstleister, Finanzierungsleasingpartner und Nutzer:

2.GemeinsamBGeschäftMModelle

Derzeit gibt es vier gängige Geschäftsmodelle für industrielle und gewerbliche Energiespeicherung: das Modell der Eigeninvestition des Nutzers, das Modell des reinen Leasings, das Modell des Vertragsenergiemanagements und das Modell des Vertragsenergiemanagements mit Finanzierungsleasing. Wir haben diese wie folgt zusammengefasst:

(1)Use IInvestition

Beim Selbstinvestitionsmodell kauft und installiert der Nutzer Energiespeichersysteme selbst und profitiert so von den Vorteilen der Energiespeicherung, vor allem durch Peak-Valley-Arbitrage. Dabei kann der Nutzer zwar die Spitzenlastkappung und die Talfüllung direkt reduzieren und seine Stromkosten senken, muss aber dennoch die anfänglichen Investitionskosten sowie die täglichen Betriebs- und Wartungskosten tragen. Das Geschäftsmodelldiagramm sieht wie folgt aus:

(2) ReinLLockerung

Im reinen Leasing-Modus muss der Nutzer keine Energiespeicher selbst erwerben. Er mietet sie lediglich vom Anlagenanbieter und zahlt die entsprechenden Gebühren. Der Anlagenanbieter übernimmt Bau-, Betriebs- und Wartungsleistungen für den Nutzer, und die daraus erzielten Einnahmen aus der Energiespeicherung kommen dem Nutzer zugute. Das Geschäftsmodell sieht wie folgt aus:

(3) Vertragsenergiemanagement

Beim Vertragsmodell für Energiemanagement investiert der Energiedienstleister in den Erwerb von Energiespeichern und stellt diese den Nutzern in Form von Energiedienstleistungen zur Verfügung. Energiedienstleister und Nutzer teilen sich die Vorteile der Energiespeicherung nach einer Vereinbarung (einschließlich Gewinnbeteiligung, Strompreisrabatten usw.). Das bedeutet, dass das Speicherkraftwerk während der Niedrig- oder Normalpreiszeiten Strom speichert und während der Spitzenpreiszeiten den Verbraucher mit Strom versorgt. Nutzer und Energiedienstleister teilen sich dann die Vorteile der Energiespeicherung im vereinbarten Verhältnis. Im Vergleich zum Selbstinvestitionsmodell des Nutzers bietet dieses Modell Energiedienstleister an, die entsprechende Energiespeicherdienstleistungen erbringen. Energiedienstleister fungieren im Vertragsmodell für Energiemanagement als Investoren, was den Investitionsdruck für die Nutzer etwas reduziert. Das Geschäftsmodell stellt sich wie folgt dar:

(4) Vertragsenergiemanagement+Finanzierungsleasing

Das Modell „Contract Energy Management + Financial Leasing“ bezeichnet die Einführung eines Finanzierungsleasingpartners als Leasinggeber für Energiespeicheranlagen und/oder Energiedienstleistungen im Rahmen des Contract Energy Management-Modells. Im Vergleich zum Contract Energy Management-Modell reduziert die Einführung von Finanzierungsleasingpartnern für den Kauf von Energiespeichern den finanziellen Druck auf Energiedienstleister erheblich und ermöglicht ihnen so, sich stärker auf Contract Energy Management-Dienstleistungen zu konzentrieren.

Das Modell „Contract Energy Management + Financial Leasing“ ist relativ komplex und umfasst mehrere Untermodelle. Ein gängiges Untermodell besteht beispielsweise darin, dass der Energiedienstleister zunächst Energiespeicher vom Anlagenanbieter bezieht, der Leasingpartner anschließend gemäß der Vereinbarung mit dem Nutzer Energiespeicher auswählt, kauft und an den Nutzer vermietet.

Während der Leasingdauer liegt das Eigentum an den Energiespeichern beim Finanzierungsleasingpartner, und der Nutzer ist berechtigt, diese zu nutzen. Nach Ablauf der Leasingdauer kann der Nutzer das Eigentum an den Energiespeichern erwerben. Der Energiedienstleister erbringt für die Nutzer hauptsächlich Leistungen für den Bau, den Betrieb und die Wartung der Energiespeicher und kann vom Finanzierungsleasingpartner eine entsprechende Gegenleistung für den Verkauf und Betrieb der Anlagen erhalten. Das Geschäftsmodell sieht wie folgt aus:

Im Gegensatz zum vorherigen Seed-Modell investiert der Leasinggeber beim zweiten Seed-Modell direkt in den Energiedienstleister und nicht in den Nutzer. Der Leasinggeber wählt und kauft gemäß seiner Vereinbarung mit dem Energiedienstleister Energiespeicheranlagen vom Anlagenlieferanten und vermietet diese an den Energiedienstleister.

Der Energiedienstleister kann solche Energiespeicher nutzen, um Energiedienstleistungen für die Nutzer bereitzustellen, die Vorteile der Energiespeicherung im vereinbarten Verhältnis mit den Nutzern zu teilen und anschließend einen Teil der Vorteile an den Leasinggeber zurückzuzahlen. Nach Ablauf der Leasingdauer erwirbt der Energiedienstleister das Eigentum an der Energiespeicheranlage. Das Geschäftsmodell sieht wie folgt aus:

V. Gemeinsame Geschäftsvereinbarungen

Im besprochenen Modell werden die wichtigsten Geschäftsprotokolle und die damit verbundenen Aspekte wie folgt umrissen:

1.Rahmenvereinbarung zur Zusammenarbeit:

Unternehmen können eine Kooperationsrahmenvereinbarung abschließen, um einen Rahmen für die Zusammenarbeit zu schaffen. Beispielsweise kann im Vertragsmodell Energiemanagement der Energiedienstleister eine solche Vereinbarung mit dem Anlagenlieferanten abschließen, in der Verantwortlichkeiten wie der Bau und der Betrieb des Energiespeichersystems festgelegt sind.

2.Energiemanagementvertrag für Energiespeichersysteme:

Diese Vereinbarung findet typischerweise Anwendung im Energiemanagement-Vertragsmodell und im Modell „Energiemanagement-Vertrag + Finanzierungsleasing“. Dabei erbringt der Energiedienstleister Energiemanagementdienstleistungen für den Nutzer, wodurch dieser entsprechende Vorteile erhält. Zu den Pflichten gehören Zahlungen des Nutzers und die Zusammenarbeit bei der Projektentwicklung, während der Energiedienstleister Planung, Bau und Betrieb übernimmt.

3.Gerätekaufvertrag:

Mit Ausnahme des reinen Leasingmodells sind Anlagenkaufverträge bei allen kommerziellen Energiespeichermodellen relevant. So werden beispielsweise im Eigeninvestitionsmodell Verträge mit Anlagenlieferanten über den Kauf und die Installation von Energiespeichern geschlossen. Qualitätssicherung, Einhaltung von Standards und After-Sales-Service sind dabei entscheidende Aspekte.

4.Technischer Servicevertrag:

Dieser Vertrag wird typischerweise mit dem Geräteanbieter geschlossen, um technische Dienstleistungen wie Systemdesign, Installation, Betrieb und Wartung zu erbringen. Klare Serviceanforderungen und die Einhaltung von Standards sind wesentliche Aspekte, die in technischen Serviceverträgen geregelt werden müssen.

5.Geräte-Leasingvertrag:

In Fällen, in denen die Anlagenbetreiber Eigentümer der Energiespeicheranlagen bleiben, werden Leasingverträge zwischen Nutzern und Anbietern abgeschlossen. Diese Verträge legen die Pflichten der Nutzer für die Aufrechterhaltung und Sicherstellung des normalen Betriebs der Anlagen fest.

6.Finanzierungsleasingvertrag:

Beim Modell „Contract Energy Management + Financial Leasing“ wird üblicherweise ein Finanzierungsleasingvertrag zwischen Verbrauchern oder Energiedienstleistern und den Finanzierungsleasingparteien geschlossen. Dieser Vertrag regelt den Kauf und die Bereitstellung von Energiespeichern, die Eigentumsrechte während und nach der Leasinglaufzeit sowie Überlegungen zur Auswahl geeigneter Energiespeicher für Privatkunden oder Energiedienstleister.

VI. Besondere Vorkehrungen für Energiedienstleister

Energiedienstleister spielen eine wichtige Rolle bei der Realisierung industrieller und gewerblicher Energiespeicherung und der Erzielung von Energiespeichervorteilen. Für Energiedienstleister gibt es eine Reihe von Aspekten, die bei der industriellen und gewerblichen Energiespeicherung besondere Aufmerksamkeit erfordern, wie z. B. Projektvorbereitung, Projektfinanzierung, Anlagenbeschaffung und Installation. Im Folgenden sind diese Aspekte kurz aufgeführt: