An immer mehr Orten in den Niederlanden können Solaranlagen und Windräder ihren Strom zeitweise nicht loswerden. Das Netz ist voll. Anlagen werden abgeregelt oder abgeschaltet, erzeugte Energie verpufft, und in einigen Fällen zahlen Anlagenbetreiber künftig dafür, überhaupt einspeisen zu dürfen.
In den Medien erscheinen Netzengpässe meist als Infrastrukturdefizit: Es müssen Milliarden investiert und Kabel verlegt werden. Das stimmt auch. Es beschreibt allerdings nur die Hälfte dessen, was los ist. In bestimmten Stunden wird mehr erzeugt als zeitgleich verbraucht, und es fehlt an Kapazität, um diese Energie anderswohin zu bringen oder festzuhalten. Hinter dem Netzproblem steckt also auch ein Speicherproblem.
Was bei einem Engpass tatsächlich passiert
Engpässe treten in zwei Varianten auf. Beim Abnahmeengpass fragt ein Gebiet zu Spitzenzeiten mehr Leistung ab, als die Kabel hergeben — die klassische Variante, bei der Großverbraucher auf einer Warteliste landen. Beim Einspeiseengpass gilt das Umgekehrte: Erzeuger wollen mehr ins Netz drücken, als es aufnehmen kann, und abgeregelt werden dann die Einspeiser. Um diese zweite Variante geht es hier.
Wenn Erzeugung und Netzkapazität auseinanderlaufen, entsteht ein merkwürdiges Bild: Erneuerbarer Strom wird produziert und darf anschließend nicht ins System. Solaranlagen werden gedrosselt, Installationen liefern weniger, als sie könnten, und die Rendite des Betreibers verdunstet ausgerechnet in den sonnigsten Stunden des Jahres.
Das trifft den Kern des Geschäftsmodells. Kapital, das in Erzeugung gesteckt wurde, bringt am wenigsten ein, wenn die Bedingungen am besten sind. Der Reflex darauf ist nachvollziehbar: Das Netz muss größer werden. Im Spiel ist allerdings ein zweiter Mangel, und der betrifft flexible Abnahme — Akteure, die genau in diesen Momenten zusätzlich aufnehmen können.
Drei Wege bei einem Überschuss
Bei einem lokalen Stromüberschuss gibt es im Kern drei Möglichkeiten.
Man kann die Erzeugung begrenzen. Technisch funktioniert das einwandfrei und wirtschaftlich ist es trostlos: Man hat in Leistung investiert, die man anschließend abschaltet.
Man kann den Verbrauch in diesem Moment erhöhen. Das setzt Geräte voraus, die warten können, bis es passt, und davon hat ein durchschnittlicher Haushalt nur wenige.
Oder man speichert die Energie vor Ort. Das ist der interessanteste Weg, vorausgesetzt, der Speicher reagiert schnell genug und kann das Angebot sofort aufnehmen. Hier kommt thermische Speicherung ins Spiel.
Warum ein thermischer Speicher hier passt
Ein thermischer Speicher muss sich wenig anstrengen, um Strom aufzunehmen. Überschüssige Elektrizität geht über Heizelemente direkt hinein und kommt als gespeicherte Wärme wieder heraus. Kein Zwischenschritt, keine empfindliche Chemie, keine Diskussion über Ladefenster oder Zelltemperaturen.
Die Steuerung kann entsprechend einfach bleiben. Gibt es einen Überschuss und ist Platz im Speicher, ist Laden die richtige Entscheidung. Eine solche Entscheidung kostet keine Rechenleistung und vor allem keine Zeit — und Schnelligkeit ist genau das, was eine Engpassspitze von einem Abnehmer verlangt.
Damit verhält sich ein thermischer Speicher wie ein konkreter flexibler Abnehmer. Läuft das Netz über, kann er einfach anspringen.
Was sich wirtschaftlich ändert
Für Betreiber von Solaranlagen verschiebt sich damit die gesamte Rechnung. Strom, der sonst zu einem niedrigen — und inzwischen mitunter negativen — Preis ins Netz geht, wird als Wärme gespeichert, die später Gas, Strom oder zugekaufte Wärme ersetzt.
Ein Engpassmoment wird auf diese Weise zu einem Lademoment. Was der Netzbetreiber als unerwünschte Spitze in seiner Grafik sieht, ist für den Speicher die günstigste Stunde des Tages.
Was das auf Quartiersebene bedeutet
Der Reiz thermischer Speicher liegt nicht allein im einzelnen Haus. Eine Straße oder ein Quartier voller Speicher verhält sich wie eine verteilte Demand-Response-Schicht: viele kleine Abnehmer, die gerade zu Spitzenzeiten zusätzlich aufnehmen können.
Das macht sie für Netzbetreiber, Kommunen und Quartiersentwickler interessant. Netzausbau bleibt daneben notwendig; diese Speicher nehmen unterdessen Druck heraus, glätten Spitzen und sorgen dafür, dass lokale Erzeugung besser genutzt wird. Ein Energiesystem mit viel variabler Erzeugung braucht neben Kabelkapazität auch Aufnahmekapazität.
Die Rechnung für ein Haus
Ein Haus mit 25 Solarmodulen holt an einem guten Sommertag mühelos 20 kWh oder mehr. Genau in diesen Stunden liegt der Haushaltsverbrauch meist niedrig: Die Spülmaschine ist durch, die Wäsche hängt draußen, und sonst passiert wenig. Ohne Speicher geht dieser Strom ins Netz, oder er wird abgeregelt, sobald ein Engpass auftritt.
Mit einem thermischen Speicher ändert sich das Muster. Die Produktion geht direkt in den Speicher, solange dort Platz ist, und diese Energie kommt später als Wärme wieder heraus. Aus einer Blockade wird eine Ladegelegenheit.
Der Kern
Hinter Netzengpässen steckt ein Mangel an Infrastruktur und ein Mangel an intelligenter, schneller, lokaler Abnahme. Wer nur in dickeren Kabeln denkt, hat die Hälfte der Frage beantwortet. Die andere Hälfte lautet: Wohin kann dieser Strom in diesem Moment?
Ein thermischer Speicher hat darauf eine kurze Antwort: hierhin.
Caldum ist darauf ausgelegt, gerade in Überschussmomenten schnell zu laden und diesen Strom in nutzbare Wärme für später umzuwandeln.