«Thurplus Powerbank» – der grösste Batteriespeicher im Thurgau

Er kann so viel Energie speichern wie die Akkus von über 200'000 Mobiltelefonen: Der 3-Megawatt-Batteriespeicher von Thurplus ist der grösste im Kanton Thurgau und erleichtert es, erneuerbaren Strom ins Netz zu integrieren. Ein Einblick in die Chancen und Herausforderungen eines solchen Projekts.

Bei den erneuerbaren Energien hat sich die Stadt Frauenfeld ein ehrgeiziges Ziel gesetzt: Sie will die erneuerbare Stromproduktion auf dem Stadtgebiet verdreifachen – von 12,9 GWh im Jahr 2020 auf 37,2 GWh im Jahr 2030. Weil dieser Zubau vor allem über Solaranlagen erfolgt, wird die Stromproduktion zunehmend wetterabhängig und schwankt stark.

Hier schafft die «Thurplus Powerbank» nun Abhilfe. Mit ihr lassen sich Produktions- und Bedarfsschwankungen ausgleichen und Leistungsspitzen im Verteilnetz brechen (Peak Shaving). Zusätzlich kann Thurplus Regelenergie und -leistung als Systemdienstleistung bereitstellen. Dazu hat das Swisspower-Stadtwerk das neue Batteriespeichersystem ins Mittelspannungsnetz eingebunden. Der Container mit den 240 Batteriemodulen befindet sich an einer der zwei Einspeisestellen in Frauenfeld zum Vorliegernetz. Für die Spannungserhöhung auf 16 kV wurde in der bestehenden Trafostation ein weiterer Trafo installiert.


Nachhaltiger Batterietyp

Als Grundlage für das Projekt liess Thurplus eine Vorstudie mit Pflichtenheft erstellen. Anschliessend erfolgte eine öffentliche Ausschreibung. Zu den Zuschlagskriterien gehörte unter anderem die Ökologie. Darum setzt Thurplus beim Batteriespeicher nun auf Lithium-Eisen-Phosphat-Batterien. Sie sind komplett kobalt- und nickelfrei und deutlich nachhaltiger als herkömmliche Batterien.

Lieferantin des Batteriespeichers ist die Axpo Grid AG. Mit ihr hat Thurplus auch einen Vertrag über die regelmässige Wartung und den Pikettdienst über zehn Jahre abgeschlossen.


Positiver Business Case

Die Vorstudie zeigte die optimale Kapazität des Speichers auf. «Ein wichtiges Kriterium waren dabei einerseits die Platzverhältnisse am Standort für den Container mit den Batteriemodulen und in der Trafostation für den zusätzlichen Trafo», sagt Noël Bänninger, Leiter Kompetenz Energiewende und Unternehmensentwicklung bei Thurplus.

Andererseits enthielt die Vorstudie eine Wirtschaftlichkeitsberechnung, die Endleistungen von 1,25 MW und 2,5 MW verglich. Dabei ergab sich bei der höheren Leistung ein besserer Business Case. «Wir gehen von einer technischen Lebensdauer des Batteriespeichers von mindestens zehn Jahren aus», so Noël Bänninger. «Den Break-even-Point erwarten wir bei einem mittleren Szenario bereits nach siebeneinhalb Jahren.» Die gesamten Investitionen für das Projekt belaufen sich auf 1,95 Mio. Franken.

Noël Bänninger, Leiter Kompetenz Energiewende und Unternehmensentwicklung bei Thurplus
Noël Bänninger, Leiter Kompetenz Energiewende und Unternehmensentwicklung bei Thurplus
«Wir gehen von einer technischen Lebensdauer des Batteriespeichers von mindestens zehn Jahren aus.»

Bewirtschaftung mithilfe von Algorithmen

Die positive Wirtschaftlichkeit des Batteriespeichers ergibt sich durch zwei Faktoren: erstens durch die mit dem Peak Shaving erzielten Kosteneinsparungen und zweitens durch die Erträge der Primär- und Sekundär-Regelleistung.

«Die Entscheidung, ob der Batteriespeicher für Peak Shaving oder Regelleistung eingesetzt wird, erfolgt automatisch mithilfe von Algorithmen. Diese berücksichtigen vor allem die aktuellen Preise für die Vorhaltung und den Abruf von Systemdienstleistungen», erklärt Noël Bänninger. «Der Einsatz fürs Peak Shaving muss immer monatsweise erfolgen, weil der Betreiber des Vorliegernetzes bei seiner Kostenberechnung die monatliche Leistungsspitze betrachtet.»


Partner für Bewirtschaftung

Die Vermarktung eines Batteriespeichers erfordert spezifisches Fachwissen. Weil Thurplus keine zusätzlichen Ressourcen dafür aufbauen will, hat sich das Swisspower-Stadtwerk für Primeo Energie als Partnerin entschieden. «Ihre Fachleute verfügen über viel Erfahrung bei der Anbindung an den Markt für Regelenergie und -leistung. Zudem müssen Anlagen für Sekundär-Regelleistung gepoolt werden, um überhaupt die erforderliche Leistung für eine Marktteilnahme zu erreichen. Das schafft nur ein grosser Player», erläutert Noël Bänninger.


Faktor Zeit als Herausforderung

Das Projekt für einen leistungsstarken Batteriespeicher wie die «Thurplus Powerbank» ist keineswegs trivial. Anderen Stadtwerken, die ein ähnliches Vorhaben in Betracht ziehen, empfiehlt Noël Bänninger: «Behalten Sie besonders den Faktor Zeit im Blick. Bei einem solchen Projekt spielt sich alles auf der Zeitschiene ab.»

Gleich mehrere Projektschritte benötigen viel Zeit:

  • Plangenehmigungsverfahren des Eidgenössischen Starkstrominspektorats (ESTI)
  • Präqualifikation für die Teilnahme am Regelenergiemarkt
  • Teilweise lange Lieferfristen für die erforderlichen Komponenten wie Container, Trafo und Wechselrichter

Die Anbindung des Batteriespeichers ans System des Bewirtschafters ist eine weitere aufwendige Aufgabe (Stellsignalübertragung von Swissgrid zur Anlage und ausreichend Zeit für den Probebetrieb).

Entsprechend müssen die Ressourcen des internen Projektleiters gut geplant sein. Er hat rund zwei Jahre lang immer wieder Arbeiten für das Projekt zu leisten.