Strom nutzen, wenn er am günstigsten ist

22.02.2019

Das Forschungsprojekt Elgevos zeigt an einem Solarkollektor-Gewächshaus, wie weit sich durch Lastverschiebung entsprechend der Preisschwankungen am Strommarkt minimale jährliche Strombeschaffungskosten erreichen lassen. Dazu bietet das Projekt einen Online-Konfigurator an. Fachredakteurin Katrin Klawitter hat bei Dr. Ingo Schuch von der Humboldt-Universität Berlin nachgefragt.

Foto: Ingo Schuch

Sind Ihre Ergebnisse im Moment nur für Betriebe interessant, die bereits über ein Solarkollektor-Gewächshaus und eine Wärmepumpe verfügen oder über eine Anschaffung nachdenken?

Dr. Ingo Schuch: Die Nutzung von Wärmepumpen in Gewächshäusern wurde bereits vielfach untersucht. Eine Verbreitung dieser, in anderen Bereichen der Heizungstechnik durchaus üblichen Technologie scheiterte bisher jedoch an den zusätzlichen Kosten für die Anlagenausstattung und Betriebsenergie.

Wie im Zineg-Projekt mit dem Prototyp eines Solarkollektor-Gewächshauses nachgewiesen wurde, kann der Einsatz von Elektrowärmepumpen für die Heizung/Kühlung im Tomatenanbau nicht nur den Energieverbrauch deutlich absenken, sondern auch zu Ertragsanstiegen von bis zu 32 Prozent führen. Ob jedoch für gärtnerische Kulturen aus einer CO2-neutralen oder ressourcensparenden Produktion auch höhere Preise zu erzielen sind, ist noch offen.

Von welchen Anschaffungskosten sprechen wir hier?

Dr. Ingo Schuch: Nach unseren Schätzungen liegen die Kosten zur Ausstattung eines Ein-Hektar-Kollektor-Gewächshauses zwischen 70 und 120 Euro je Quadratmeter. Diese Investitionen müssen durch Mehrerträge und Senkung der Energiekosten ausgeglichen werden. Je nach Annahme der Kosten für das Solarsystem, des Mehrertrags und der Entwicklung der Energiepreise ergibt sich so eine große Spannweite der Amortisationszeit von drei bis 15 Jahren.

Inzwischen hat sich der Preis für Elektroenergie zum Antrieb von Wärmepumpen verteuert und es ist schwer abzusehen, wohin die Entwicklung geht. Hier könnte beim flexiblen Betrieb des Gewächshauses mit Lastmanagement zur Stromnetzentlastung eine Win-win-Situation entstehen, die auch niedrigere Stromkosten erwarten lässt. Daher wurde in der Machbarkeitsstudie Elgevos der Gewächshaus-Betrieb entsprechend der Preisschwankungen am Strommarkt optimiert.

Der Einsatz einer Belichtung rechnete sich allerdings auch im strompreis-optimierten Betrieb nicht. Die Mehrkosten für die Stromversorgung übersteigen die Erlöse durch die Ertragssteigerung von Tomaten deutlich.

Sind Ihre Ergebnisse auch für Betriebe, die andere Kulturen wie Zierpflanzen anbauen, relevant?

Dr. Ingo Schuch: Unsere Studien waren auf den Gewächshaus-Anbau von Gemüsekulturen fokussiert. Prinzipiell sind jedoch energieintensive Gewächshaus-Kulturen geeignet, die auch eine gewisse Flexibilität hinsichtlich einer zulässigen Erwärmung, Abkühlung sowie Licht-/Dunkelphase aufweisen.

Welche Bedeutung sehen Sie für das Lastmanagement in der Zukunft?

Dr. Ingo Schuch: Bis vor einigen Jahren wurde der Strom in Deutschland überwiegend durch fossile Kraftwerke erzeugt, die entsprechend des Strombedarfs betrieben wurden. Angesichts des fortschreitenden Ausbaus erneuerbarer Energien, vor allem Wind und Sonne, wird in Zukunft der Bedarf an Flexibilität im Stromsystem deutlich steigen.

Hier können auch die Verbraucher einen Beitrag leisten, indem sie ihr Verhalten an die Stromerzeugung anpassen, also über Lastmanagement. In Zeiten mit hohem Stromangebot und geringer Nachfrage sind die Strompreise am Spotmarkt dann gering. Ein entsprechendes Verhalten der Verbraucher lohnt sich allerdings momentan nicht immer, weil die Strompreise mit hohen additiven Kosten, wie Steuern und Umlagen, belegt sind. Dadurch werden die Schwankungen der Spotmarktpreise nicht direkt an die Verbraucher weitergegeben. Die höchsten Anteile an den Stromkosten liegen bei den Netzentgelten und der EEG-Umlage.

Es gibt bereits verschiedene Vorschläge, um Lastmanagement in Zukunft stärker anzureizen, beispielsweise über eine Flexibilisierung der Netzentgelte und der EEG-Umlage. Diese bisher fixen Kostenkomponenten würden dann an den Strompreis gekoppelt, sodass die Preissignale des Marktes verstärkt würden. Niedrige Strompreise würden mit niedrigen additiven Kosten belegt, hohe entsprechend mit höheren Steuern und Umlagen. Je nach Ausgestaltung der weiteren regulatorischen Rahmenbedingungen kann sich dies für Unternehmen ebenso lohnen wie für Haushalte.

Voraussetzung dafür ist bei den Unternehmen, dass sie entweder ihren Strombedarf (teilweise) zeitlich verschieben können oder über eine Möglichkeit verfügen, zeitlich unflexiblen Bedarf durch einen Speicher von der Netzentnahme zu entkoppeln.

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