Wie entstehen Lastspitzen in Produktionsunternehmen?

Lastspitzen entstehen in Produktionsunternehmen, wenn innerhalb kurzer Zeit besonders viel elektrische Leistung abgerufen wird. Das passiert typischerweise beim gleichzeitigen Anlaufen mehrerer Maschinen, bei Schichtwechseln oder beim Hochfahren energieintensiver Anlagen. Diese kurzfristigen Leistungsspitzen treiben die Netzentgelte erheblich in die Höhe, weil Netzbetreiber die maximale Leistungsspitze eines Abrechnungszeitraums als Berechnungsgrundlage nutzen.

Ungeplante Leistungsspitzen kosten mehr als der eigentliche Stromverbrauch

Viele Industrieunternehmen konzentrieren sich beim Thema Energiekosten senken auf den Verbrauch in Kilowattstunden. Dabei ist es häufig nicht die verbrauchte Strommenge, die den größten Kostenblock verursacht, sondern die höchste Leistungsspitze in Kilowatt, die innerhalb eines Monats auftritt. Netzbetreiber berechnen den leistungsabhängigen Anteil der Netzentgelte auf Basis dieses Spitzenwerts. Eine einzige unkontrollierte Spitze kann damit die Netzentgeltzahlungen für den gesamten Monat deutlich erhöhen. Wer diesen Mechanismus kennt, kann gezielt gegensteuern – durch Lastmanagement, angepasste Prozesssteuerung oder technische Maßnahmen zur Glättung des Lastprofils.

Schwankende Lastprofile machen Energiekosten im Betrieb schwer planbar

Produktionsbetriebe haben selten einen gleichmäßigen Stromverbrauch. Schichtbetrieb, saisonale Auslastungsschwankungen und unvorhersehbare Produktionsanläufe sorgen für ein Lastprofil, das sich kaum im Voraus berechnen lässt. Das erschwert nicht nur die Kostenplanung, sondern verhindert auch eine gezielte Optimierung. Der erste Schritt zur Verbesserung ist eine saubere Analyse des eigenen Lastprofils: Wann entstehen die größten Spitzen? Welche Anlagen sind dafür verantwortlich? Auf Basis dieser Daten lassen sich konkrete Maßnahmen ableiten, die hohe Energiekosten dauerhaft reduzieren.

Was sind Lastspitzen im industriellen Stromnetz?

Lastspitzen sind kurzfristige, starke Anstiege des Leistungsbedarfs im Stromnetz eines Betriebs. Sie entstehen, wenn der Strombedarf innerhalb kurzer Zeit stark ansteigt und die Grundlast deutlich übersteigt. Im industriellen Umfeld werden Lastspitzen in Kilowatt (kW) gemessen und typischerweise als Viertelstundenmittelwert erfasst.

Das Stromnetz unterscheidet zwischen Grundlast und Spitzenlast. Die Grundlast beschreibt den durchschnittlichen, relativ stabilen Leistungsbedarf eines Betriebs. Lastspitzen sind dagegen kurze Ausreißer nach oben, die entstehen, wenn plötzlich mehr Leistung abgerufen wird als üblich. Netzbetreiber dimensionieren Netzanschlüsse auf diese Spitzenwerte, weshalb sie auch für die Abrechnung relevant sind.

Im industriellen Stromnetz werden Lastspitzen über sogenannte Leistungsmessungen erfasst. Entscheidend ist der höchste gemessene Viertelstundenmittelwert innerhalb eines Abrechnungszeitraums, in der Regel eines Monats. Dieser Wert bildet die Grundlage für den leistungsabhängigen Teil der Netzentgelte.

Wie entstehen Lastspitzen in Produktionsbetrieben?

Lastspitzen in Produktionsbetrieben entstehen hauptsächlich durch das gleichzeitige Einschalten mehrerer leistungsstarker Maschinen oder Anlagen. Typische Auslöser sind Schichtbeginn, Produktionsstarts nach Pausen, das Anlaufen von Kompressoren, Pressen oder Schweißanlagen sowie der Betrieb energieintensiver Kühlung parallel zur Produktion.

Besonders kritisch ist die sogenannte Anlaufphase elektrischer Motoren. Beim Start ziehen Elektromotoren kurzfristig ein Vielfaches ihres Nennstroms, den sogenannten Anlaufstrom. Wenn mehrere Motoren gleichzeitig starten, addieren sich diese Spitzen und erzeugen einen kurzen, aber messbaren Leistungsimpuls im Lastprofil des Betriebs.

Hinzu kommen betriebsorganisatorische Faktoren: Schichtwechsel führen oft dazu, dass Anlagen gleichzeitig hochgefahren werden. Produktionspläne berücksichtigen selten den energetischen Effekt paralleler Maschinenstarts. Auch ungeplante Ereignisse wie Produktionsstopps und anschließende Wiederanläufe können Lastspitzen verursachen, die sich im normalen Betrieb nicht zeigen würden.

Warum sind Lastspitzen für Industrieunternehmen so kostspielig?

Lastspitzen sind kostspielig, weil ein erheblicher Teil der Netzentgelte nicht nach verbrauchter Strommenge, sondern nach der maximalen Leistungsspitze berechnet wird. Dieser leistungsabhängige Netzentgeltanteil richtet sich nach dem höchsten gemessenen Viertelstundenmittelwert eines Monats. Eine einzige hohe Spitze kann damit die Netzentgeltzahlungen für den gesamten Monat erhöhen.

Netzentgelte setzen sich aus verschiedenen Komponenten zusammen. Neben dem arbeitsbezogenen Anteil, der sich am tatsächlichen Verbrauch in Kilowattstunden orientiert, gibt es den leistungsbezogenen Anteil. Dieser wird auf Basis der gemessenen Spitzenleistung berechnet und ist für viele energieintensive Unternehmen ein erheblicher Kostenfaktor.

Das bedeutet: Ein Betrieb, der in einem Monat einmalig eine sehr hohe Leistungsspitze erzeugt, zahlt für diesen Wert den gesamten Monat. Selbst wenn der Betrieb danach deutlich sparsamer arbeitet, bleibt der leistungsabhängige Netzentgeltanteil auf dem Niveau der Spitze. Für energieintensive Unternehmen summieren sich diese Kosten über ein Jahr auf erhebliche Beträge.

Welche Branchen und Betriebe sind besonders betroffen?

Besonders betroffen sind Unternehmen mit hohem und unregelmäßigem Strombedarf: Metallverarbeitung, Kunststoffproduktion, Lebensmittelverarbeitung, Logistikzentren mit großen Kühlhäusern sowie Betriebe mit zahlreichen elektrischen Antrieben und Kompressoren. Gemeinsam ist ihnen ein Lastprofil mit starken Schwankungen und häufigen Spitzenlasten.

In der Metallverarbeitung entstehen Lastspitzen vor allem durch Schweißanlagen, Pressen und Induktionsöfen, die kurzzeitig sehr hohe Leistungen abrufen. In der Kunststoffproduktion sind Spritzgussmaschinen und Extruder typische Verursacher. Lebensmittelbetriebe haben zusätzlich einen hohen Energiebedarf für Kühlung und Klimatisierung, der parallel zur Produktion läuft.

Logistikzentren mit Elektrofahrzeugen oder großen Ladeparks für Flurförderzeuge sind ebenfalls stark betroffen. Wenn viele Fahrzeuge gleichzeitig laden, entsteht eine erhebliche Lastspitze, die sich direkt auf die Netzentgelte auswirkt. Ähnliches gilt für Betriebe, die Photovoltaik nutzen, aber deren Einspeisung nicht mit dem Verbrauch synchronisieren können.

Wie lassen sich Lastspitzen gezielt reduzieren?

Lastspitzen lassen sich durch verschiedene Ansätze reduzieren. Welche Maßnahmen sinnvoll sind, hängt vom Lastprofil, der Produktionsstruktur und den betrieblichen Möglichkeiten ab. Grundsätzlich lassen sich drei Strategien unterscheiden: die zeitliche Verschiebung von Lasten, technisches Lastmanagement und der Einsatz von Energiespeichern.

Der erste Ansatz ist die zeitliche Steuerung von Lasten. Wenn Produktionsprozesse es erlauben, können energieintensive Vorgänge zeitlich versetzt gestartet werden, um das gleichzeitige Einschalten zu vermeiden. Das erfordert Anpassungen in der Produktionsplanung und ist nicht in jedem Betrieb praktikabel.

Der zweite Ansatz ist ein aktives Energiemanagementsystem (EMS), das den Leistungsbedarf in Echtzeit überwacht und bei drohenden Spitzen automatisch eingreift. Das System kann einzelne Verbraucher kurzzeitig abschalten oder drosseln, bevor eine kritische Schwelle erreicht wird. Diese Lösung eignet sich besonders für Betriebe, deren Prozesse eine gewisse Flexibilität erlauben.

Dort, wo weder Produktionsprozesse angepasst noch Lasten kurzfristig verschoben werden können, stoßen organisatorische Maßnahmen an ihre Grenzen. In solchen Fällen bieten technische Speicherlösungen eine Möglichkeit, Lastspitzen zu kappen, ohne in den laufenden Betrieb einzugreifen – dazu mehr im folgenden Abschnitt.

Wann lohnt sich eine technische Lösung zur Lastspitzenkappung?

Wenn organisatorische Maßnahmen ausgeschöpft sind oder die Produktionsstruktur keine weiteren Anpassungen erlaubt, stellt sich die Frage nach einer technischen Lösung. Besonders relevant wird das für Betriebe, bei denen der leistungsabhängige Anteil der Netzentgelte einen erheblichen Teil der Energiekosten ausmacht und die Lastspitzen regelmäßig und in ähnlicher Höhe auftreten.

Entscheidend für die Wirtschaftlichkeit ist die Höhe und Häufigkeit der Lastspitzen. Je größer der Unterschied zwischen der durchschnittlichen Last und der Spitzenlast, desto größer ist das Einsparpotenzial durch gezielte Kappung. Betriebe mit monatlich wiederkehrenden, vorhersehbaren Spitzen profitieren besonders, weil technische Systeme gezielt auf dieses Muster ausgelegt werden können.

Neben der reinen Lastspitzenkappung können technische Speicherlösungen weitere wirtschaftliche Vorteile bieten: die Maximierung des Eigenverbrauchs von selbst erzeugtem Photovoltaikstrom, die Teilnahme an Regelenergiemärkten und eine höhere Versorgungssicherheit. Diese kombinierten Nutzungsmöglichkeiten verbessern die Gesamtwirtschaftlichkeit erheblich und verkürzen die Amortisationszeit.

Für eine fundierte Einschätzung ist in jedem Fall eine Analyse des tatsächlichen Lastprofils notwendig. Auf Basis der gemessenen Viertelstundenwerte lässt sich berechnen, welche Maßnahmen oder Systemgrößen benötigt werden, wie hoch das jährliche Einsparpotenzial ist und ab wann sich eine Investition rechnet.

Wie Bnewable bei der Lastspitzenkappung unterstützt

Für Unternehmen, die eine technische Lösung zur Lastspitzenkappung umsetzen möchten, ohne dafür eigene Ressourcen oder internes Know-how aufbauen zu müssen, bietet Bnewable einen vollständigen Umsetzungsservice an. Von der Lastprofilanalyse über Planung, Genehmigung und Installation bis zum laufenden Betrieb des Batteriespeichersystems wird die gesamte Umsetzung übernommen.

Keine Investitionskosten: Wir tragen die vollständige Investition in Hardware, Netzanschluss und Installation.
Intelligente Steuerung: Unsere Software Voltana optimiert den Speichereinsatz in Echtzeit, kappt Lastspitzen automatisch und maximiert den Eigenverbrauch von PV-Strom.
Ein Ansprechpartner: Wir übernehmen Projektentwicklung, Genehmigungen und Betrieb; Ihr Betrieb läuft während der gesamten Umsetzungsphase ungestört weiter.
Zusätzliche Erlöse: Neben der Kostensenkung durch Lastspitzenkappung ermöglichen wir die Teilnahme an Regelenergiemärkten für weitere Einnahmen.
Kein Betriebsrisiko: Wir verantworten den laufenden Betrieb und die Wartung des Systems vollständig.

Wenn Sie wissen möchten, welches Einsparpotenzial in Ihrem Lastprofil steckt, sprechen Sie uns an. Bnewable analysiert Ihr Lastprofil und zeigt Ihnen konkret, was eine Lastspitzenkappung in Ihrem Betrieb wirtschaftlich bedeutet. Für eine erste Einschätzung können Sie direkt eine Projektanfrage stellen.