Sonnenfinsternis, Strompreise & die Effekte von Demand Side Management

Gestern gegen Abend schob sich der Mond in großen Teilen Deutschlands vor die Sonne. Astronomisch gesehen war das natürlich ein besonderes Schauspiel, das aber auch schnell wieder vorbei war. Am Strommarkt wirkte es deutlich länger.

Die Preise an der Strombörse EPEX Spot stiegen auf ein Vielfaches des üblichen Niveaus: Zwischen 19 und 19:15 Uhr kostete der Großhandelsstrom schon 210 Euro pro Megawattstunde, zwischen 19:45 und 20 Uhr sogar gut 460 Euro. Nun steht am Abend die Sonne grundsätzlich tiefer, weshalb die Differenz in der Einspeisung zum „Normalzustand“ (also zu einem Tag ohne Sonnenfinsternis) für sich genommen gar nicht so massiv war. In Kombination mit relativer Windstille, wie sie gestern zu beobachten war, war der Effekt aber signifikant (für genauere Daten, siehe bspw. das Energy-Chart des Fraunhofer ISE oder Smard.de des Bundes).
Dabei stand nie die Gefahr eines Versorgungsengpasses im Raum, es drohte keine Krise. Die Situation machte nur einen Mechanismus sichtbar, der an der Strombörse sowieso regelmäßig greift. Immer dann, wenn wetterbedingt weniger Solar- und / oder Windstrom zur Verfügung steht, während der Bedarf gleich bleibt oder sogar steigt, gehen die Preise nach oben.
Genau dieser Mechanismus ist der Ansatzpunkt für Demand Side Management. Dass solche Preisspitzen auftreten, ist längst klar, und die einzig logische Reaktion darauf ist, den eigenen Verbrauch so zu managen, dass man sich von diesen Schwankungen unabhängig macht.

Extremfall eines regelmäßigen Musters
Die Sonnenfinsternis war ein Extremfall, weil sie genau vorhersehbar war und sich in einem kurzen Zeitraum abspielte. Das Grundmuster dahinter ist aber absolut gängig. Immer dann, wenn Stromquellen wie beispielsweise Wind und Sonne gerade wenig liefern, der Verbrauch aber unverändert hoch bleibt, entsteht eine Differenz, die über teurere Erzeugung ausgeglichen werden muss. Das treibt den Preis nach oben, unabhängig davon, ob der Auslöser eine Wetterlage, weniger Tageslicht im Winter oder eben ein astronomisches Ereignis ist.
Im Kleinen sehen wir diesen Effekt im Grunde jeden Tag, er folgt einfach der Logik von Angebot und Nachfrage. Wenn an einem ganz gewöhnlichen Sommertag mittags die Sonne hoch steht, kann der Strompreis durch das hohe Solaraufkommen zeitweise gegen null fallen. Sobald die Sonne am frühen Abend tiefer geht, gleichzeitig aber viele Haushalte nach Feierabend ihren Verbrauch hochfahren, steigt der Preis wieder an.
Das ist kein Zeichen dafür, dass mit den erneuerbaren Energien etwas nicht stimmt, sondern schlicht die Folge davon, dass Sonne und Wind wetterabhängig zur Verfügung stehen. Unser Stromsystem wurde historisch aber darauf ausgelegt, dass die Quellen – Kohle, Erdgas etc. – nach Bedarf genutzt werden können. Die Erzeugung passt sich also flexibel an einen weitgehend fixen Verbrauch an. Je größer der Anteil erneuerbarer Energien wird, desto mehr dreht sich das Anpassungsverhältnis, und desto wichtiger wird die Frage, wie sich diese Schwankungen auf der Verbrauchsseite abfedern lassen.

Ein System, das nur in eine Richtung denkt
Unser Stromnetz wurde über Jahrzehnte um ein einfaches Prinzip herumgebaut: Der Verbrauch ist mehr oder weniger fix und die Erzeugung muss sich danach richten. Kraftwerke wurden hoch- oder heruntergefahren, je nachdem, wie viel Strom gerade gebraucht wurde. Das war unproblematisch, da die entsprechenden Energieträger gelagert und nach Bedarf genutzt werden konnten. Der Verbrauch selbst blieb dabei im Grunde unangetastet; niemand musste sich fragen, wann man am besten die Waschmaschine anschalten, die Produktion hochfahren oder das E-Auto laden sollte.
Mit dem wachsenden Anteil von Wind und Sonne funktioniert diese Logik nicht mehr reibungslos. Erzeugung lässt sich hier nämlich nicht einfach nach Bedarf hoch- oder runterregeln, denn sie folgt dem Wetter. Wenn dann noch Verbrauch und Erzeugung zeitlich auseinanderfallen, wie am Mittwochabend während der Sonnenfinsternis, wird die Lücke über teurere Reservekraftwerke geschlossen, was dann ein Grund für solche Preisspitzen ist.
Die Lösung, solche Preissteigerungen zu umgehen oder zumindest nicht von ihnen abhängig zu sein, liegt eigentlich auf der Hand. Wenn die Erzeugung wetterabhängig schwankt, sollte sich der Verbrauch stärker danach richten. Genau das ist die Grundidee von Demand Side Management.

Der Verbrauch als Steuerungshebel
dsm dreht das klassische Prinzip also um. Nicht die Erzeugung passt sich an den Verbrauch an, sondern der Verbrauch passt sich an die Erzeugung an. Das klingt einfach, aber historische Strukturen sitzen oft tief, und hier braucht es tatsächlich einen fundamentalen Wechsel in der Denk- bzw. Herangehensweise.
Was bedeutet das konkret? Um uns der Erzeugung anzupassen, müssen wir beispielsweise unseren Verbrauch gezielt in die Stunden zu verschieben, in denen viel Strom verfügbar und günstig ist, und ihn andererseits dann reduzieren, wo es knapp und teuer wird. Ein paar Beispiele zeigen, wie das in der Praxis aussieht.

• Wärmepumpen heizen dann, wenn Solar- oder Windstrom reichlich fließt, und pausieren in teuren Stunden. Der Wärmespeicher gleicht die Differenz aus.
• E-Autos und andere Elektrogeräte werden in günstigen Zeitfenstern geladen bzw. betrieben.
• Batteriespeicher laden bei niedrigen Preisen und geben den Strom bei hohen Preisen wieder ab.
• Industrielle Prozesse mit Lastflexibilität werden zeitlich an Verfügbarkeit und Preis angepasst.

Das alles von Hand zu steuern, ist natürlich vor allem im industriellen Maßstab nicht praktikabel. dsm beruht deshalb auf einem System, das erkennt, wann Strom günstig ist, und den Verbrauch entsprechend automatisiert steuert.

Zurück zur Sonnenfinsternis: unabhängig von der Preisspitze
Zurück zum Mittwochabend. Genau in diesem Fenster hätte dsm seinen vollen Nutzen gezeigt.
Ein Haushalt oder Betrieb ohne Lastmanagement bekommt die Preisspitze einfach mit. Die Wärmepumpe heizt weiter, das E-Auto lädt weiter, die Produktion läuft weiter, unabhängig davon, ob die Kilowattstunde gerade 30 Cent oder 46 Cent kostet.
Mit dsm hätte es anders ausgesehen. Das System arbeitet vorausschauend, es regelt also alles schon so ein, dass man garantiert am besten wegkommt. Die Wärmepumpe hätte – bei Bedarf – schon vor 19 Uhr etwas stärker vorgeheizt. Das E-Auto hätte den Ladevorgang für die zwei kritischen Stunden pausiert und stattdessen davor oder danach geladen. Alle flexiblen Prozesse wären also in die günstigeren Fenster verschoben worden. Gerade in der Industrie, wo große Mengen Energie verbraucht werden, kann auf diese Weise enorm eingespart werden.

Für wen lohnt sich dsm?
dsm lohnt sich zuerst für die, die es einsetzen. Wer Verbrauch verschiebt, zahlt weniger. Das ist der unmittelbare Vorteil.
Der langfristige Effekt geht darüber aber hinaus. Je mehr Verbraucher ihren Bedarf flexibel und “anpassungsfähig“ gestalten, desto weniger Spitzen entstehen überhaupt. Und weniger Spitzen bedeuten wiederum weniger Bedarf an Reserven für die Differenzzeiten. Das entlastet am Ende das ganze System, nicht nur den einzelnen Anschluss. Ein paar Effekte im Überblick:

• Preisspitzen fallen insgesamt niedriger aus, weil die Nachfragekurve sich glättet, statt sich auf einzelne Zeitfenster zu konzentrieren.
• Das Netz wird stabiler, weil Angebot und Nachfrage besser zusammenpassen.
• Reservekapazitäten werden seltener benötigt, was auch die Systemkosten insgesamt senkt.

dsm ist also kein reines Kostenoptimierungstool für einzelne Gebäude oder Betriebe, sondern es ist ein Baustein, der die Integration von Wind und Sonne ins Stromsystem reibungslos macht und dabei Vorteile für alle bietet.

Fazit
Eine Sonnenfinsternis passiert selten. Die Preisspitzen, die sie ausgelöst hat, passieren hingegen ständig, auch heute schon, aber eben meist unauffälliger und ohne Schlagzeilen.
dsm ist damit kein Randprodukt und keine Zukunftsvision mehr. Es ist auch keine alleinstehende Reaktion auf ein seltenes Himmelsereignis. dsm ist eine strukturelle Antwort auf ein Stromsystem, das sich gerade grundlegend verändert. Wer Verbrauch flexibel steuert, ist sofort unabhängiger von Preissprüngen und resilienter gegen Ausfälle, und macht sein Portfolio zukunftsfähig.