Energy Hubs: Mehr Energieautonomie für Gewerbestandorte

Photovoltaik lässt sich schneller errichten als Netze verstärken. Gleichzeitig treiben automatisierte Lager, Kühltechnik, Wärmepumpen und elektrische Nutzfahrzeuge den Leistungsbedarf gewerblicher Standorte nach oben. Wo zusätzliche Anschlusskapazität erst nach Jahren verfügbar ist, wird dies zum Investitionsrisiko. Wachstum und Elektrifizierung dürfen deshalb nicht allein davon abhängen, wann der Netzbetreiber ausbauen kann. Vielmehr sollte der Netzanschluss seine Rolle als Taktgeber verlieren.

Vom Anlagenentwurf zum Energiesystem

Ein Energy Hub verschiebt den Handlungsspielraum auf den Standort. Das Energiemanagement vor Ort führt Erzeugung, Speicherung und flexible Lasten innerhalb der verfügbaren Anschlussleistung zusammen. Solarstrom fließt direkt in die Produktion, Gebäudetechnik oder Fahrzeuge. Der Speicher nimmt Überschüsse auf und deckt Lastspitzen oder teure Bezugszeiten ab. Diese stärkere Autonomie bedeutet keine vollständige Abkopplung vom Netz. Vielmehr befähigt sie Industrie und Unternehmen, den eigenen Energiebedarf zu einem größeren Anteil selbst und steuerbar zu decken und betriebliche Entscheidungen weniger von externer Netzkapazität und Preisvolatilität abhängig zu machen.

Neue Vorgehensweise der Projektplanung

Um das zu erreichen, sollte sich die Projektplanung anders ausrichten. Megawattpeak bleibt zwar eine wichtige Größe, reicht aber als Maßstab nicht mehr aus. Ausgangspunkt ist vielmehr die Frage, welchen Beitrag die Energieerzeugung zum Lastprofil und zur künftigen Elektrifizierung des Gewerbes leisten kann. Die Projektplanung sollte also mit der Analyse und Bestimmung des erwarteten Energie- und Leistungsbedarfs der nächsten Jahre, der zeitlichen Struktur der Lasten sowie der verfügbaren Netzkapazität beginnen. Auf dieser Grundlage erfolgt im nächsten Schritt die Definition der künftigen Photovoltaik-Leistung, des Batteriespeicher-Volumens, der Ladeleistung und schließlich der Steuerungsstrategie.

Diese Systemperspektive erhöht zugleich den wirtschaftlichen Wert der einzelnen Komponenten. Der Batteriespeicher beispielsweise dient als Systemelement nicht nur der Eigenverbrauchsoptimierung, sondern begrenzt Spitzen und verschiebt Energie in wertvollere Verbrauchszeiten. Ebenfalls wird die Ladeinfrastruktur zur flexiblen Last. Entscheidend ist hierbei nicht nur die Dimensionierung der Komponenten, sondern ihre Steuerungslogik im Betrieb. Erzeugungsprognosen, Lastprofile, Ladebedarf und Ladezustand des Speichers werden kontinuierlich gegeneinander abgewogen.

Kündigt sich etwa am Nachmittag eine Produktionsspitze an, kann das System den Speicher zuvor mit überschüssigem Solarstrom laden und die zusätzliche Leistung bereitstellen, ohne die vereinbarte Netzgrenze zu überschreiten. In einem Logistikzentrum kann es das Laden elektrischer Lkw innerhalb der Abfahrtsfenster staffeln und Zeiten hoher Photovoltaik-Erzeugung gezielt nutzen. So übersetzt das Energiemanagement betriebliche Prioritäten in konkrete Energieflüsse, ohne den Netzanschluss zu überfordern. Erst diese flexible Koordinationsleistung macht aus mehreren Einzelanlagen einen Energy Hub.

Schwächere Dächer werden Teil der Erzeugungsbasis

Da die Netzanschlusskapazität in der Regel langsamer wächst als der Energiebedarf eines Gewerbestandorts, sollte am unmittelbaren Verbrauchsort jede geeignete Möglichkeit der Energieerzeugung geprüft werden. Ein Beispiel hierfür sind Industrie- und Logistikdächer, die bislang wegen geringer Tragfähigkeit oder hoher Kosten einer Dachverstärkung nicht genutzt werden konnten. Viele Gebäude entstanden in einer Zeit, in der Photovoltaik nicht in der Tragwerksplanung berücksichtigt wurde. Mittels leichter und aerodynamisch optimierter Montagesysteme stehen nun auch solche Flächen zur Verfügung, da diese Systeme die erforderliche Ballastierung deutlich reduzieren. Ob und wie diese bislang brachliegenden Flächen belegt werden, ergibt sich aus dem Zusammenspiel von Lastprofil, Speicher, Ladeinfrastruktur und Netzgrenze.

Autonomie entsteht durch Integration

Der Wandel zum Energy Hub verlangt, Gebäude, Tragwerk und elektrische Infrastruktur gemeinsam zu planen. Wer Photovoltaik, Speicher und Ladepunkte nacheinander dimensioniert, riskiert spätere teure Umbauten. Ausgangspunkt muss die langfristige Entwicklung des Standorts sein: mehr elektrische Prozesse, wachsende Fahrzeugflotten und veränderte Lastprofile. Den strategischen Wert schafft jedoch erst ihre Integration in Speicher, Verbrauch und Steuerung. Dadurch gewinnt der Standort die Kontrolle darüber, wieviel, wann und wofür er die erzeugte Energie einsetzt, und erzeugt eine stärkere Energieautonomie.

— Der Autor Jan Willem Zwang ist Gründer der niederländischen Beratungsgesellschaft Stratergy. Er berät Unternehmen wie beispielsweise den Montagegestell-Hersteller Panel Claw, Investoren und öffentliche Institutionen an der Schnittstelle von Energiewende, Mobilität, Infrastruktur und nachhaltiger Entwicklung. —