Lagerhaltung als virtueller Energiespeicher

An sonnigen Tagen ist mehr Energie im Netz verfügbar und der Strompreis sinkt. (Bild: CC0 Public Domain / IPH)

An sonnigen Tagen ist mehr Energie im Netz verfügbar und der Strompreis sinkt. (Bild: CC0 Public Domain / IPH)

Günstig ist Strom an windigen Sommer­tagen, teuer dagegen an windstillen Winter­abenden. Denn je mehr Energie aus erneuer­baren Quellen wie Wind und Sonne stammt, desto stärker schwanken das Strom­angebot und der Preis. Unternehmen tun daher gut daran, Energie dann zu kaufen, wenn sie günstig ist und sie für später zu speichern. Akkus sind dafür nicht unbedingt nötig. Wissenschaftler aus Hannover und Duisburg entwickeln derzeit eine völlig neue Methode der Energie­speicherung, die Lager­bestände nutzt. Um herauszufinden, wie viel Geld sich damit in der Praxis einsparen lässt, werden noch Unternehmen gesucht, die sich an dem Forschungs­projekt beteiligen wollen.

Unternehmen sollten energie­intensive Produkte dann herstellen, wenn Strom gerade günstig ist, so die Idee der Forscher und in Zeiten hoher Energiepreise Waren fertigen, deren Herstellung wenig Energie erfordert. Denn nicht jedes Produkt benötigt bei der Herstellung die gleiche Menge an Strom und Wärme. Beispiel Schrauben­produktion: Die Herstellung von millimeter­kleinen Schrauben, etwa für Uhrwerke, erfordert deutlich weniger Energie als die Fertigung von armdicken Schrauben für Turbinen, für die eine größere Menge Stahl erhitzt und deutlich mehr Kraft zum Umformen eingesetzt werden muss.

Werden energie­intensive Produkte dann hergestellt, wenn Energie gerade günstig ist, können Unternehmen billige Energie sozusagen im Lager speichern. Wie das im Detail funktionieren kann und wie viel Geld sich damit sparen lässt, untersuchen Wissen­schaftler des Instituts für Integrierte Produktion Hannover IPH und des Duisburger Instituts für Energie- und Umwelt­technik IUTA derzeit im Projekt „LagBEnS – Nutzung von Lager­beständen als Energie­speicher“.

Die Forscher wollen damit eine neue Methode entwickeln, mit der Unternehmen unabhängiger von schwankenden Strompreisen werden können. Allein zwischen 2000 und 2013 sind die Stromkosten in der Produktion um 150 % gestiegen. Und je mehr Energie aus erneuer­baren Quellen stammt, desto stärker schwanken die Preise: Schon heute kann der Strompreis an der Leipziger Strombörse innerhalb eines Tages um 70 % steigen oder fallen. Zudem gibt es starke saisonale Schwankungen. Im Sommer ist Strom vergleichs­weise günstig, weil Solar­anlagen viel Energie ins Netz einspeisen, im Winter ist er teurer mit Ausnahme der Weihnachts­zeit, weil dann die meisten Betriebe ihre Produktion unterbrechen und die Nachfrage nach Energie sinkt.

Noch werden diese Schwankungen zwar nicht direkt an die Strom­kunden weitergegeben. Nach Meinung der Forscher wird sich das aber in den nächsten Jahren ändern: Energie­konzerne werden künftig keine Festpreise mehr anbieten, sondern gestaffelte Tarife mit stärker schwankenden Preisen. Womöglich können Firmen ihren Strom künftig sogar direkt an der Börse kaufen, zu tagesaktuellen Preisen. Sicher ist: Je mehr Strom aus erneuerbaren Quellen stammt, desto wahrscheinlicher ist es, dass die Preis­schwankungen an den Endkunden weiter­gegeben werden als Anreiz dafür, Strom dann zu verbrauchen, wenn gerade viel Energie verfügbar ist.

Wenn Unternehmen ihre Fertigungs­steuerung an den Strompreis koppeln, können sie mit schwankenden Tarifen sogar Geld sparen, glauben die Forscher. Im Forschungs­projekt „LagBEnS“ will das IPH ein Modell zur Produktions­planung und -steuerung entwickeln, das die Stromkosten einbezieht und dafür sorgt, dass energieintensive Waren zu Zeiten günstiger Energie produziert werden. Das IUTA entwickelt gleichzeitig eine Methode, um Strompreis­schwankungen besser vorhersagen zu können. Die Forschungs­ergebnisse sollen anschließend in einem Software­demonstrator umgesetzt werden.

Die größte Heraus­forderung für die Forscher: Viele Unternehmen arbeiten sehr flexibel und auftragsgesteuert, sie fertigen individuell nach Kundenwunsch und können nicht Wochen oder Monate im Voraus planen. „Deshalb suchen wir Entkopplungs­punkte“, sagt Projekt­leiterin Denise Schweers vom IPH. „Unternehmen müssen nicht unbedingt fertige Produkte einlagern, von denen sie gar nicht wissen, ob und wann sie sie verkaufen werden. Stattdessen können sie einzelne Baugruppen auf Vorrat herstellen, aus denen sich später kunden­individuelle Produkte zusammensetzen lassen.“ Schließlich sei die Endmontage meist weniger energieintensiv als die Fertigung der Einzelteile und damit weniger von Strompreis­schwankungen abhängig.

Wichtig sei außerdem, dass die Einsparungen die Lagerhaltungs­kosten nicht überstiegen, sagt Schweers. „Normaler­weise ist die Produktions­planung darauf ausgelegt, Lagerkosten und Kapital­bindungs­kosten zu minimieren.“ Derzeit tendieren Unternehmen deshalb dazu, Produkte und Baugruppen nur so lange zu lagern wie unbedingt nötig. Wenn das Energiespar­potential besser erforscht ist, könnte sich eine längere Lager­haltung jedoch lohnen. (Quelle: IPH)

Links: Institut für Integrierte Produktion IPH, Hannover • Forschungsprojekt LagBEnS, IPH

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