Regionale Ungleichgewichte in Netzspeicheranlagen und Leistungsregelung sowie deren Korrelation

Einführung

Diesmal werde ich die regionalen Ungleichgewichte bei der Netzspeicherung und der Netzleistungssteuerung sowie deren Zusammenhang betrachten (ich weiß, dass viele Leute kein Interesse an diesem Thema haben, aber ich war neugierig…).
In Japan schreitet mit dem Ausbau erneuerbarer Energien auch die Einführung netzgekoppelter Speicherbatterien und Stromspeicherstationen (nachfolgend kurz „Speicherbatterien“ genannt) zur Glättung von Produktionsschwankungen voran.
Während der Beratung der einzelnen Unternehmen hatten wir jedoch den Eindruck, dass sich die Installationsstandorte auf bestimmte Gebiete konzentrierten und dass sich auch die Leistungssteuerung (Reduzierung der Produktion erneuerbarer Energien) auf dieselben Gebiete konzentrierte.
Deshalb werden wir diesmal, basierend auf öffentlich verfügbaren Informationen, die Batteriekapazität, die Ausgangsregelungsrate und die Anzahl der Tage nach Regionen aufschlüsseln und die Korrelation zwischen den beiden statistisch überprüfen.
Die diesmal verwendeten Daten wurden jedoch auf der Grundlage veröffentlichter Materialien zusammengestellt, beispielsweise von der Agentur für natürliche Ressourcen und Energie und der Organisation für die überregionale Koordinierung der Übertragungsnetzbetreiber (OCCTO).
Bitte beachten Sie, dass die Angaben nicht unbedingt absolute Genauigkeit gewährleisten, da die verglichenen Informationen zeitlich nicht übereinstimmen und die Angaben zur Batteriekapazität, wie unten beschrieben, nicht zwangsläufig netzgekoppelt sind. Diese Angaben dienen in erster Linie dazu, Ihnen einen groben Überblick über den Zusammenhang zwischen Batteriekapazität und Ausgangsregelung in den einzelnen Regionen zu geben. (Wir entschuldigen uns im Voraus für etwaige Fehler in den Angaben und bitten Sie, uns diese mitzuteilen, falls Sie welche entdecken.)

(Ich sollte vorab erwähnen, dass ich mir gerne etwas Interessantes ausgedacht hätte, aber ich konnte die Materialien nicht ordnungsgemäß zusammentragen, daher ist das Projekt gescheitert...)

Hintergrund – Förderung des Batterieeinsatzes und Probleme der Ausgangssteuerung

Angesichts der rasanten Verbreitung erneuerbarer Energien ist die Einführung großflächiger Netzspeicherbatterien zum Ausgleich von Produktionsschwankungen in verschiedenen Regionen zu einem dringenden Thema geworden.
Um diesen Bedarf zu decken, wird das Ministerium für Wirtschaft, Handel und Industrie (METI) ab dem Haushaltsjahr 2022 im Rahmen der Initiative für nachhaltige Wertschöpfung (Sustainable Creation Initiative, SII) ein Subventionsprogramm in Höhe von mehreren zehn Milliarden Yen durchführen, um die Installations- und Betriebskosten von Energiespeichersystemen, die zur Angleichung der erneuerbaren Energiequellen, vor allem der Solar- und Windenergie, beitragen, teilweise zu decken.
Die Zahl der landesweit bewilligten Zuschüsse für die Haushaltsjahre 2023 bis 2025 wird 40 übersteigen, wobei sich die Gesamtsumme der gewährten Subventionen auf rund 60 Milliarden Yen beläuft.
Insbesondere die Region Kyushu ist ein wichtiger Standort; sie beherbergt etwa 25 % aller in Japan installierten Solarstromerzeugungsanlagen. Daher ist es ein dringendes Anliegen, Angebot und Nachfrage so anzupassen, dass der Stromüberschuss, der während Zeiten maximaler Sonneneinstrahlung auftritt, eingedämmt werden kann.
Infolgedessen wurden viele große Energiespeicherprojekte für Kyushu für SII-geförderte Projekte ausgewählt, die etwa 30 % des Gesamtvolumens ausmachen.
Andererseits ist aus den von OCCTO veröffentlichten Dokumenten zur Überprüfung der Produktionskontrolle hervorgegangen, dass in den Gebieten Kyushu, Chugoku und Shikoku die Produktion erneuerbarer Energien im Fiskaljahr 2024 um mehrere hundert GWh pro Jahr reduziert werden wird und dass diese Regionen mit besonders hohen Reduzierungslasten konfrontiert sein werden.
Diese Situation verdeutlicht die Dringlichkeit und politische Priorität der Einführung von Energiespeichern, um die Unterdrückung der Produktion erneuerbarer Energien einzudämmen.

Regionale Verteilung der Batteriekapazität undRegionale Verteilung der Ausgangssteuerleistung

Wir konnten keine Informationen über die regionale Verteilung der netzgekoppelten Batteriekapazität finden.
Allerdings gibt es Informationen über die Kapazität von Speicherbatterien, für die bereits Anschlussverträge abgeschlossen wurden, in einem Dokument mit dem Titel „ Auf dem Weg zu einer schnellen Netzanbindung von netzgekoppelten Speicherbatterien “, das von der Agentur für natürliche Ressourcen und Energie am 17. März 2025 herausgegeben wurde. Daher möchte ich diese Informationen nutzen.
Hinsichtlich der Outputkontrolle wurden die Outputkontrollrate und die geschätzte Anzahl der Kontrolltage der OCCTO-Website entnommen.

Die Tabelle zeigt, dass die Regelungsquote der Leistung im Versorgungsgebiet von Kyushu Electric Power hervorragend ist.
Wir können auch sehen, dass die Anzahl der Tage mit Outputkontrolle am höchsten ist.

Korrelationsanalyse

Auf den ersten Blick scheint es da keine große Korrelation zu geben, aber ich werde der Sache vorerst weiter nachgehen.

Das Verhältnis zwischen der Batteriekapazität (10.000 kW) und dem Ausgangsregelverhältnis (%) ist wie folgt:

Das Verhältnis zwischen der Batteriekapazität (10.000 kW) und der geschätzten Anzahl der Kontrolltage (Tage) ist wie folgt:

Der Pearson-Korrelationskoeffizient und der Spearman-Korrelationskoeffizient lauten wie folgt:
Das Ergebnis war, dass die Korrelation gering war.

Korrelation zwischen Batteriekapazität und Ausgangsregelungsrate

Pearson-Korrelationskoeffizient: -0,0593 (p-Wert: 0,8890)
Spearman-Korrelationskoeffizient: -0,2994 (p-Wert: 0,4713)
Stärke der Korrelation: Sehr schwach. Statistische Signifikanz: Nicht signifikant (p-Wert > 0,05).
Lineare Regressionsgleichung: Ausgangsregelungsrate = 2,0345 – 0,002108 × Batteriekapazität Bestimmtheitsmaß (R²): 0,0035

Korrelation zwischen Batteriekapazität und geschätzten Kontrolltagen

Pearson-Korrelationskoeffizient: -0,0749 (p-Wert: 0,8601)
Spearman-Korrelationskoeffizient: -0,2994 (p-Wert: 0,4713)
Stärke der Korrelation: Sehr schwach. Statistische Signifikanz: Nicht signifikant (p-Wert > 0,05).
Lineare Regressionsgleichung: Geschätzte Kontrolltage = 15,1858 – 0,019578 × Batteriekapazität. Bestimmtheitsmaß (R²): 0,0056

Interpretation

In dieser Analyse konnten wir keine Speicherkapazität finden, die bereits an das Stromnetz angeschlossen war. „Kapazität, für die Netzanschlussverträge abgeschlossen wurden“ Die folgenden Informationen wurden übernommen.
Dies stimmt nicht mit den Betriebsstatistiken überein, da es einen Wert enthält, der größer ist als die Anzahl der tatsächlich in Betrieb genommenen Batterien.
Insbesondere im Gebiet von Kyushu gehen die Betreiber angesichts der häufigen Produktionskürzungen proaktiv vor und schließen zusätzliche Batterieanschlussverträge ab, um das Stromnetz zu stabilisieren.Man geht davon aus, dass...
Aus diesem Grund ist es wichtig darauf hinzuweisen, dass die Kapazitätsangabe für Kyushu (1,26 Millionen kW) nicht die „Speicherkapazität darstellt, die bereits zum Netz beiträgt“, sondern vielmehr die „ potenzielle Anpassungskapazität, die voraussichtlich in naher Zukunft in Betrieb gehen wird “.

Aus dieser Perspektive betrachtet, könnte die schwache statistische negative Korrelation zwischen Batteriekapazität und Ausgangssteuerung darauf hindeuten, dass in einigen Gebieten (insbesondere Kyushu) eine Umkehr der Kausalität stattfindet, d. h. „Beschränkungen ⇒ Zunahme von Verträgen“.
Mit anderen Worten, der Anstieg der Batterieanschlussverträge ist auf das hohe Unterdrückungsniveau zurückzuführen, aber es kann noch nicht mit Sicherheit gesagt werden, dass der Anstieg der Batterien die Unterdrückung verringert hat.

Aus dem Vorangegangenen ergibt sich Folgendes:Die Anzahl der installierten Speicherbatterien allein kann die Unterdrückungssituation nicht vollständig erklären. Der Kernpunkt bleibt derselbe, aber der Grund dafür könnte auch in der „Qualität der Kapazität (Betriebsstatus)“ und dem „Zeitpunkt der Implementierung (Vertragsphase vs. Betriebsphase)“ liegen.
Für eine genauere Beurteilung erscheint es notwendig, die Kapazität der bereits an das Stromnetz angeschlossenen Batterien zu nutzen und das Tempo des Batteriekapazitätswachstums sowie das Ausmaß der Unterdrückung im Laufe der Zeit zu verfolgen.

Zusammenfassung

Möglicherweise waren die verwendeten Materialien nicht geeignet, aber in diesem Fall wurde keine signifikante Korrelation zwischen der vertraglich vereinbarten Kapazität des Batterieanschlusses und der tatsächlichen Menge oder Anzahl der Tage der Steuerung der erneuerbaren Energien festgestellt.
Sollte ich in Zukunft Informationen über vernetzte Batterien finden, würde ich die Korrelation gerne noch einmal überdenken.

Wie im obigen Abschnitt zur Interpretation erläutert, wird davon ausgegangen, dass die Stromerzeugung eingeschränkt wird und dass die Anschlussverträge in Vorbereitung darauf zunehmen. Daher ist zu erwarten, dass die Anzahl der Batteriespeicherprojekte im Versorgungsgebiet von Kyushu Electric Power steigen, die Projekte beliebter werden und es schwieriger wird, sie zu erwerben.
Wir hoffen, dass Unternehmer die oben genannten Punkte bei der Akquise von Projekten berücksichtigen werden.