Posted in   Energieblog   on  Oktober 27, 2023 by  Amani Joas0
Wir werden oft gefragt, wie die finanzielle Optimierung einer Batterie im Spotmarkt funktioniert. Wir zeigen dies hier exemplariscH und konzentrieren uns dabei  auf die Märkte Day-Ahead Spot (Stundenauktion um 12 Uhr), Intraday- Viertelstundenauktion (um 15 Uhr) und den sogenannten Intraday Continuous Markt (Viertelstundenprodukte bis fünf Minuten vor Lieferung).

Annahmen

Um die Komplexität nicht ausufern zu lassen, treffen wir einige vereinfachende Annahmen:

01

Batterie mit 1 MW / 1 MWh, ohne State-of-Charge-(SoC)-Restriktion

02

1 Zyklus/Tag und mit 100% Effizienz

03

Wir starten mit einer leeren Batterie mit einem SoC von 0

04

Perfekte Preisprognosen für alle drei Märkte

Diese Annahmen sind in der Praxis natürlich nicht gegeben, jedoch helfen sie das Beispiel zu vereinfachen..

Wir sehen uns die Preise am Sonntag, den 09. Juli 2023, an, da die Preisbewegungen an diesem Tag in nichts außergewöhnlich waren.
Wir betrachten immer die 96 Viertelstunden eines Tages. Wenn die Batterie in einer Viertelstunde mit 1 MW liefert, dann liefert sie 0,25 MWh.

Optimierung des Batteriespeichers am Day-Ahead- Spotmarkt

Stundenprodukte

Wir beginnen unsere Trading-Optimierung am Day-Ahead-Markt. Dieser findet um 12 Uhr des Vortages statt.

Wir kaufen jeweils 1 MW in der günstigsten Stunde für 36,99 EUR/ MWh in der Stunde 13-14 Uhr. Zu dieser Zeit scheint die Sonne und die Nachfrage ist gering. Abends in der Stunde 21-22 Uhr ist die Nachfrage höher und die Sonne geht unter. Der Preis ist hier am höchsten bei 134,10 EUR/MWh. Wir verkaufen diese Stunde und planen die Batterie zu entladen und Strom zu liefern. Wir haben nun Strom für 36,99 EUR/MWh gekauft und Strom für 134,10 EUR/MWh verkauft. Damit haben wir einen Umsatz von 97,11 EUR gemacht.

Der Fahrplan unserer Batterie nach dem Day-Ahead sieht folgendermaßen aus: Wir laden die Batterie von 13-14 Uhr und entladen sie von 21-22 Uhr.

Battery Energy Storage on Day-Ahead-Market of the Spot Market


Optimierung des Batteriespeichers in der Intraday-Auktion

Viertelstundenprodukte

Um 15 Uhr am Vortag findet die sogenannte Intraday-Auktion statt. Diese funktioniert ähnlich wie die Day-Ahead-Auktion, jedoch werden hier Viertelstundenprodukte gehandelt. Diese sind im Regelfall preislich volatiler.

Wir identifizieren nun die Viertelstunden 11q4, 14q1, 15q1 und 16q1 (oder Viertelstunden 48, 57, 61 und 65) mit den Preisen 3,78 EUR/ MWh, 17,80 EUR/MWh, 14,46 EUR/ MWh und 3,05 EUR/MWh als die vier günstigsten Viertelstunden. Diese kaufen wir für eine Gesamtsumme von 9,77 EUR (nicht vergessen: wir kaufen immer nur 0,25 MWh).

Financial Trade 

Nun haben wir jedoch ein Problem. Wir haben die Stunde 13-14 ja bereits gekauft und hätten nun acht Viertelstunden, in denen wir aufladen müssen, können dies aber nur in vier Viertelstunden tun. Demnach müssen wir unsere Position in Stunde 13-14 (das sind die Viertelstunden 53-56) wieder verkaufen. Diese Viertelstunden haben einen Preis von 55,20 EUR/ MWh, 34,00 EUR/MWh, 36,30 EUR/ MWh und 70,50 EUR/MWh, also im Schnitt 49 EUR/MWh. Da wir diese Viertelstunden im Day Ahead für 36,99 EUR/MWh gekauft haben und wir diese nun im Durchschnitt für 49 EUR/MWh verkaufen, hatten wir ein bisschen Glück und haben mit diesem Trade Gewinn gemacht.

Die teuersten vier Viertelstunden sind in der Intraday-Auktion 18q4, 19q4, 21q1 und 22q1 mit den Preisen 155,11 EUR/MWh, 195,08 EUR/MWh, 178,15 EUR/MWh und 182,18 EUR/MWh. Jedoch haben wir die Viertelstunde 21q1 bereits im Day-Ahead verkauft und zweimal verkaufen geht nicht... 

Demnach verkaufen wir 18q4, 19q4 und 22q1 und generieren Einnahmen in Höhe von 133,10 EUR. Nun haben wir jedoch das gleiche Problem wie zuvor, nämlich dass wir nun aus dem Day-Ahead noch die Viertelstunden 21q2, 21q3 und 21q4 „short” sind. Das heißt, diese Position müssen wir schließen und diese Viertelstunden für 141,09 EUR/MWh, 129,48 EUR/ MWh und 125 EUR/MWh kaufen. Hierfür zahlen wir insgesamt 99,05 EUR.

Battery Optimization after Intraday Auction on Spot Market


Damit haben wir in der Intraday-Auktion Strom für 108,8 EUR gekauft und für 182,09 EUR verkauft und somit haben wir durch unsere Optimierung in der Intraday-Auktion zusätzliche Einnahmen in Höhe von 73,27 EUR generiert. Gemeinsam mit der Day-Ahead-Auktion stehen wir bei einem Umsatz in Höhe von 170,38 EUR.

Der Fahrplan der Batterie hat sich geändert, da diese nun in den günstigsten Viertelstunden der Intraday-Auktion auflädt und in den teuersten Viertelstunden entlädt.

Continuous-Intraday-Markt

Viertelstundenprodukte

Nun bewegen wir uns in Richtung Lieferzeitpunkt und damit in
den eigentlichen Liefertag und betrachten den sogenannten Intraday-Continuous-Markt.

Dieser Markt handelt in kontinuierlichen Produkten, findet also nicht in einer Auktion statt. Demnach gibt es in jedem Viertelstundenprodukt täglich tausende Handelsgeschäfte zu unterschiedlichen Preisen.
Es gibt also in der Realität nicht den EINEN Intraday-Preis, sondern sehr viele verschiedene.

In diesem Beispiel arbeiten wir mit dem ID_1 Preis. Dieser ist der mengengewichtete Durchschnittspreis aller Handelsgeschäfte, die eine Stunde vor Ende der Handelsperiode (im Regelfall bis 5 Minuten vor Lieferung) stattfinden. Das ist eine starke Vereinfachung und unterschätzt die Opportunitäten im Intraday-Handel systematisch. Demnach kann diese Analyse als konservativ gewertet werden.

Wir sehen nun an den ID1 Preisen, dass die Preise in 13q2, 13q3,
13q4 und 14q1 ein wenig negativ werden. Sie handeln bei -12,77 EUR/ MWh, -14,72 EUR/MWh,-11,57 EUR/ MWh und -14,88 EUR/MWh. Diese Viertelstunden würden wir gerne für negative Preise kaufen. Das tun wir auch für alle außer 14q1, die wir ja bereits in der Intraday-Auktion gekauft haben. Wir kaufen also die drei günstigsten Viertelstunden und bekommen (negative Preise!) hierfür 9,77 EUR/MWh.

Um unsere Ladeposition wieder glattzustellen, müssen wir nun aber wieder die Viertelstunden 11q4, 15q1 und 16q1 verkaufen. Diese haben im Intraday Markt einen Preis von 40,52 EUR/MWh, 16,54 EUR/ MWh, und 47,45 EUR/MWh. Hierfür bekommen wir insgesamt 26,13 EUR. Wir hatten diese Viertelstunden also im Schnitt für 21,30 EUR/MWh gekauft und verkaufen sie für rund 34,80 EUR/MWh. Wieder ein schöner Trade.

Battery Energy Storage on continuous Intraday trading


Nun sehen wir uns die teuren Viertelstunden an. Hier ist im Intraday die Viertelstunde 15q4 auf 185,70 EUR/MWh hochgeschnellt. Diese verkaufen wir also für einen Umsatz von 46,42 EUR (0,25 MWh).

Ansonsten kann keine Stunde im Intraday Continuous mit dem Preisniveau aus der Viertelstundenauktion mithalten. Demnach bleibt bei den anderen Entlade-Viertelstunden alles beim alten. Nun haben wir jedoch wieder eine offene Position, da wir fünf Viertelstunden verkauft haben. Wir suchen uns also die günstigste Viertelstunde aus, in der wir short sind und kaufen diese. Das ist 18q4 und wir können diese für 93,19 EUR/MWh, also für 23,30 EUR, zurückkaufen. Hier hatten wir auch wieder ein bisschen Glück, da wir diese Viertelstunde in der Intraday-Auktion für 155,11 EUR/MWh verkauft hatten.

Im Continuous Intraday haben wir noch einmal 13,53 EUR ausgegeben und 72,55 EUR eingenommen,
also einen Umsatz von 59,02 EUR gemacht. Über alle Märkte stehen wir damit durch unsere Optimierung bei 229,4 EUR.
Unser Fahrplan für die Batterie sieht nun folgendermaßen aus:

Second Arbitrage of Battery Storage in Continuous Intraday Trading


Abrechnung

Wir sehen, dass die Optimierung gewirkt hat. Wir laden die Batterie nun über alle Preiskurven hinweg an deren niedrigsten Punkt und entladen sie in den teuersten vier Viertelstunden. Solange die Batterie diesen Fahrplan technisch problemlos abfährt, haben wir demnach durch unsere Optimierung knapp 230 EUR für einen Zyklus verdient.

Es ist wichtig zu verstehen, dass durch Angebote im Primär- und Sekundärregelleistungsmarkt noch weitere Potentiale für eine X-Market-Optimierung schlummern. Aber ich denke fürs Erste reicht das Vorliegende an Komplexität; vor allem da nach unserer Einschätzung die größten Potenziale im Spotmarkt liegen.


Tags

Batterie, Optimierung, Spotbörse, Stromhandel


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