Primärregelleistungspreise im neuen Marktdesign – In welche Richtung werden sich die PRL-Preise zukünftig bewegen?

Starker Anstieg der PRL-Preise in den Sommermonaten 2021
Kaum tageszeitabhängige Preisunterschiede der ab Juli 2020 eingeführten 4-stündigen PRL-Produkte
Abhängigkeit des PRL-Preises vom Day-Ahead-Preis kurz- und langfristig erkennbar

Auswirkung von regulatorischen Anpassungen am PRL-Markt auf die langfristige Entwicklung der PRL-Preise

Der Preis für die Vorhaltung von Primärregelleistung (PRL, Frequency Containment Reserve, FCR) in Deutschland kannte in den letzten Jahren nur eine Richtung: abwärts. Aufgrund eines erweiterten Angebots durch die internationale PRL-Kooperation [1] und den Zubau von Großbatteriespeichern sowie eines angepassten Marktdesigns mit verkürzten Produktdauern konnte die Primärregelleistung effizienter und kostengünstiger durch die Übertragungsnetzbetreiber vorgehalten werden. Abbildung 1 stellt hierzu die langfristige Entwicklung des mittleren, täglichen, deutschen PRL‑Preises, die Entwicklung der Leistung von präqualifizierten Großbatteriespeichern und relevante, regulatorische Anpassungen dar.

Abbildung 1: Entwicklung des mittleren, täglichen PRL-Preises (vor Juli 2019 leistungsgewichtet über PRL Kooperation, ab Juli 2019 deutscher Einheitspreis) mit zugehörigen Einflussfaktoren

Der langfristige Abwärtstrend des PRL-Preises sowie saisonale Schwankungen des Preises mit höheren Preisen um die Weihnachtszeit sind klar erkennbar. Insbesondere in den Jahren 2016 bis 2019 verringerte sich der mittlere jährliche PRL-Preis stark. In diesem Zeitraum wurden in Deutschland 350 MW Großbatteriespeicherkapazität zugebaut und der liquide PRL-Markt Frankreichs in die PRL-Kooperation mitaufgenommen. Im Juli 2019 erfolgte dann die Umstellung der Produktdauer von wöchentlichen zu täglichen Produkten sowie die Einführung des Einheitspreisverfahrens anstelle des bis dahin angewendeten Pay-as-bid-Verfahrens. Auch diese regulatorische Anpassung hatte noch einmal einen preismindernden Effekt. In den letzten zwei Jahren zeichnete sich nach dieser Anpassung jedoch eine Sättigung des Abwärtstrends mit minimalen, mittleren täglichen PRL-Preisen um die 100 €/MW/d ab. Weder die Einführung der 4-Stunden-Produkte mit kalendertäglicher Ausschreibung seit dem 01.07.2020 [2], noch die Erweiterung der PRL-Kooperation durch Slowenien und den Markt West-Dänemarks konnten noch eine erkennbare Preisverringerung bewirken. Seit Mai dieses Jahres ist der PRL-Preis dann stark angestiegen auf einen mittleren täglichen PRL-Preis von knapp 600 €/MW/d Mitte August.

Welche Technologien sind im PRL-Markt relevant und welche Technologien setzen den Preis?

Abbildung 2 stellt hierzu zunächst die Technologien dar, die am deutschen PRL-Markt im September 2020 präqualifiziert sind. Die präqualifizierte Leistung ist durch konventionelle Erzeugungstechnologien sowie vor allem durch Wasserkraftwerke geprägt. Da diese Technologien aber überwiegend in den Spotmärkten oder im Sekundärregelleistungsmarkt vermarktet werden, ist ihr Anteil an der tatsächlich vorgehaltenen Leistung weitaus geringer. Hier dominieren die 450 MW präqualifizierte Leistung von Batteriespeichern, da diese aktuell noch kaum andere, wirtschaftliche Vermarktungsmöglichkeiten besitzen [3]. Bei einem aktuellen, deutschen PRL-Bedarf von 562 MW und einem Gesamtbedarf der PRL-Kooperation von 1.444 MW sind diese Großbatteriespeicher mit kaum anderweitigen Vermarktungsoptionen allerdings nicht preissetzend, wodurch die Gebote der anderen Technologien am PRL-Markt für die Ermittlung des PRL-Grenzpreises relevant werden. Diese Gebote hängen wiederum mit der Opportunität an den Spotmärkten zusammen, also mit den Erlösen, die diese Technologien am Day-Ahead- und Intraday-Markt verdienen würden. In Abbildung 1 ist daher zusätzlich zum PRL-Preis der mittlere, wöchentliche Day-Ahead (DA)-Preis aufgetragen. Auch der mittlere Day-Ahead-Preis ist in den letzten Monaten sehr stark angestiegen, was auf hohe Brennstoff- und CO₂-Preise sowie teilweise auf Nichtverfügbarkeiten konventioneller Kraftwerke zurückzuführen ist. In den letzten Jahren gab es weitere Zeiträume, in denen PRL- und Day-Ahead-Preise gleichermaßen anzogen (z.B. Oktober-Dezember 2018). Es scheint also eine leichte Abhängigkeit zu geben, eine sehr starke direkte Korrelation ist allerdings nicht erkennbar.

Abbildung 2: Aktuell in Deutschland präqualifizierte Technologie in GW (Stand September 2020) [4]

Analyse der 4-Stunden-Produkte – Zusammenhang zwischen Spotpreisen und PRL-Preisen erkennbar!

Zur tiefergehenden Analyse der Zusammenhänge zwischen Spotmarkt und PRL-Markt stellt Abbildung 3 die Charakteristik der 4-stündigen PRL-Preise im Vergleich zu den mittleren Day‑Ahead-Preisen für den Zeitraum Juli 2020 bis Juli 2021 dar. Der zuvor diskutierte Preisanstieg in den letzten Monaten in beiden Märkten ist auch hier erkennbar und nicht auf einzelne Zeitintervalle begrenzt. Der Mittelwert der PRL-Preise signalisiert kaum systematische Preisunterschiede in Abhängigkeit der Tageszeit. Lediglich die mittlere Vergütung im Zeitintervall von 20-24 Uhr ist mit 34 €/MW/4h deutlich unter den mittleren Vergütungen der anderen Zeitintervalle, obwohl in gleichem Zeitintervall der mittlere Day-Ahead-Preis mit 54,5 €/MWh überdurchschnittlich hoch ist. Es scheint folglich kaum möglich durch eine rein tageszeitabhängige Vermarktung höhere Erlöse am PRL-Markt zu realisieren.

Abbildung 3: Charakteristik der 4-stündigen PRL-Preise im Vergleich zu den mittleren Day-Ahead-Preisen über 4-Stunden-Intervalle

Bei genauerer Betrachtung der einzelnen Zeitintervalle fällt auf, dass die Zeitintervalle mit sehr hohen PRL-Preisen (in Rot dargestellt) oft mit sehr niedrigen DA-Preisen kleiner als 0 €/MWh korrelieren. Dies ist beispielsweise Anfang Juli 2020, Ende Oktober 2020 oder Ende Mai 2021 der Fall. Anderseits scheinen die insgesamt hohen Preise in den Monaten April bis Juli 2021 am Day‑Ahead-Markt auch die PRL-Preise hochgezogen zu haben. Die Vermutung liegt folglich nahe, dass sowohl sehr niedrige als auch hohe Preise am Day-Ahead-Markt tendenziell höhere Preise am PRL-Markt bewirken. Abbildung 4 greift diese Vermutung auf und stellt die mittleren 4-stündigen PRL-Preise in Abhängigkeit der Day-Ahead-Preisintervalle dar.

Abbildung 4: Abhängigkeit des 4-stündigen PRL-Preises von Day-Ahead-Preisintervallen

Es ist klar ersichtlich, dass insbesondere sehr niedrige Day-Ahead-Preise hohe PRL-Preise verursachen. Es stellt sich eine Kurve mit den niedrigsten PRL-Preisen bei Day-Ahead-Preisen zwischen 30 und 60 €/MWh und wiederum höheren PRL-Preisen bei höheren Day-Ahead-Preisen ein.

Wodurch ist diese Abhängigkeit der PRL-Preise vom Day-Ahead-Preis nun zu erklären? Die Day-Ahead-Preise spiegeln indirekt das Angebot der konventionellen Kraftwerke und der Wasserkraftwerke am PRL-Markt wider:

Hohe Day-Ahead-Preise signalisieren hohe Erlösmöglichkeiten für Wasserkraftwerke und konventionelle Kraftwerke mit Grenzkosten unter den Day-Ahead-Preisen. Eine Zurückhaltung von Leistung für den PRL-Markt wird unattraktiver, wodurch die Grenzkosten dieser Einheiten für den PRL-Markt und somit auch die PRL-Preise steigen.
Sehr niedrige Day-Ahead-Preise in Folge von hoher Einspeisung erneuerbarer Energien führen dazu, dass Wasserkraftwerke und konventionelle Kraftwerke im Rahmen ihrer Flexibilität ihre Stromerzeugung stoppen oder mit minimaler Erzeugung fahren. Dadurch können diese Technologien weniger oder gar keine Leistung am PRL-Markt anbieten, wodurch die PRL-Preise ansteigen.

Die Abhängigkeit der PRL-Preise vom DA-Markt ist folglich fundamental erklärbar. Klar ist aber auch, dass diese Erkenntnisse nicht direkt in die Zukunft projiziert werden können. Das Angebot am PRL-Markt ist nach wie vor einem starken Wandel unterlegen. Einerseits werden viele konventionelle Kraftwerke stillgelegt und gehen raus aus dem Markt, anderseits werden weiterhin Großbatteriespeicher zugebaut. Zukünftig ist es auch wahrscheinlich, dass Großbatteriespeicher für gewisse Zeitintervalle in den Spotmärkten (Day-Ahead und Intraday) vermarktet werden, wodurch die Interdependenzen zwischen Spot- und Regelleistungsmärkten zunehmen. Eine zukünftig zu erwartende höhere Preisvolatilität am Day-Ahead-Markt mit vielen sehr niedrigen Preisen und vielen sehr hohen Preisen könnte aber darauf hindeuten, dass die langfristige Tendenz von fallenden PRL-Preisen vorerst vorüber ist.

Weiterführende Informationen

[1] Die PRL-Kooperation wurde nach und nach erweitert und umfasst inzwischen die Märkte von Deutschland, Schweiz (Aufnahme 12.03.2012), Niederlande (07.01.2014), Österreich (07.04.2015), Belgien (01.08.2016), Frankreich (16.01.2017), Slowenien (19.01.2021) und West-Dänemark (19.01.2021).
https://www.regelleistung.net/ext/static/prl
[2] https://www.regelleistung.net/ext/static/prl
[3] Figgener et al.: The development of stationary battery storage systems in Germany – status 2020. Journal of Energy Storage, Volume 33, 2021. https://doi.org/10.1016/j.est.2020.101982.
[4] https://www.regelleistung.net/ext/download/pq_capacity