Flexibilität: Bayerische Forscher fordern anderen Kurs in der Energiepolitik

In der Bundesregierung tobt gerade die Debatte, ob sich mit einem subventionierten Industriestrompreis die Bedingungen für die Wirtschaft verbessern lassen. Betont wird alternativ, dass mehr erneuerbare Energie erzeugt werden muss, um das Stromangebot auszuweiten und die Preise zu senken. Große Stromtrassen – für die derzeit der Spatenstich erfolgt ist – sollen Windstrom aus dem Norden in die Industriezentren in Süddeutschland leiten. Aus Sicht bayerischer Forscher werden diese Ansätze aber nicht ausreichen, um Energie für die Industrie bezahlbar zu machen. "Die bis 2027/2028 geplanten vier Gigawatt Leistung der Stromtrasse SuedLink und die zwei Gigawatt von Suedostlink werden nicht genügen", warnt Professor Hans Ulrich Buhl im Gespräch mit unserer Redaktion, Gründer des Forschungsinstituts für Informationsmanagement (FIM) in Bayreuth und Augsburg. Aus Sicht der Forscher müssen stärker als bisher Wege gefunden werden, die Produktion in der Industrie mit der schwankenden Energieerzeugung von Sonne und Wind abzustimmen. "Die Schlüsselkompetenz der Energiewende wird es sein, erneuerbare Energien dann zu nutzen, wenn sie im Überfluss vorhanden und günstig sind", argumentiert der Forscher.

In einem großen Projekt haben die Forscher bereits gezeigt, dass es möglich ist, den Energiebedarf in der Industrie mit einem schwankenden Energieangebot zu synchronisieren. Das Projekt läuft unter dem Kürzel SynErgie, seit 2016 wird es bis 2026 mit über 100 Millionen Euro vom Bundesforschungsministerium gefördert. Der Großraum Augsburg ist dabei die Modellregion für Energieflexibilität. Allein hier beteiligen sich 26 Partnerunternehmen und 11 Forschungseinrichtungen. 

Die UPM-Papierfabrik produziert Zellstoff, wenn Strom im Überfluss da ist

Unter anderem haben die Projektteilnehmer in der Fabrik des Papierherstellers UPM in Schongau das Potential der Flexibilisierung bewiesen: Dort werden zuerst aus Hackschnitzeln Zellulosefasern als Vorprodukt für die Papierproduktion im Werk hergestellt. Diese Herstellung ist sehr energieintensiv. Die Anlage benötigt rund 35 Megawatt Leistung – grob gerechnet so viel, wie ein großer Solarpark bei voller Sonne produziert. In Rahmen von SynErgie stellte UPM die Zellulosefaser-Herstellung auf eine energieflexible Produktion um: Die Maschine wird heute betrieben, wenn gerade viel an erneuerbaren Energien erzeugt wird oder der Strom gerade besonders günstig ist. 

Nun geht das Projektteam eine Stufe weiter. Es untersucht, ob auch ein ganzes Industriequartier – das Stadtbachquartier in Augsburg – auf eine klimafreundliche Produktion umgestellt werden kann. Dort sind große Industrieunternehmen angesiedelt, unter anderem ebenfalls UPM, der Großmotorenhersteller MAN Energy Solutions und der Raketenbauer MT Aerospace. Aufgefallen ist den Forschern, dass in den Betrieben gleich an verschiedenen Stellen Wärme und Strom erzeugt wird. Bisher geht ein großer Teil der Energie als Abwärme verloren, beschreibt Buhl die Situation. Die Produktion ließe sich weit effizienter gestalten. Die Idee ist es, die Abwärme in der Produktion eines anderen Betriebes zu nutzen, statt dort mit Gas eigene Wärme zu erzeugen. Speicher und industrielle Wärmepumpen können helfen. Auch die Anbindung an das Fernwärmenetz der Stadtwerke soll eine große Rolle spielen. 

In einem Augsburger Industriequartier soll eine große Menge Energie eingespart werden

Am Ende, da sind sich die Forscher sicher, ließe sich viel fossile Energie einsparen. "Das Stadtbachquartier erzeugt rund die Hälfte der CO₂-Emissionen der Stadt Augsburg", erklärt Buhl. "Die Stadt wird niemals ihre Klimaziele erreichen, wenn nicht die Industrie dort ihre Emissionen senkt." Das SynErgie-Konzept soll immer detaillierteren Stufen bis Juni 2026 stehen. Die Produkte der Betriebe würden auch attraktiver, da ihr CO2-Fußabdruck sinkt.

Bisher aber, kritisieren die Forscher, hat die Politik erst begonnen, in den Privathaushalten die Weichen für Energieflexibilität zu stellen. Die Bundesnetzagentur hat Pläne vorgelegt, dass die Netzbetreiber Wärmepumpen und E-Auto-Ladestellen in den Privathaushalten "dimmen" können, wenn es der Netzbetrieb erfordert. Die Pläne für die Reform seien "zu begrüßen", schreibt Buhl zusammen mit Professor Martin Weibelzahl vom Institutsteil Wirtschaftsinformatik des Fraunhofer FIT in einer Stellungnahme an die Bundesnetzagentur. Sie kritisieren allerdings, dass die Industrie nicht ausreichend berücksichtigt wird: "Wesentlich für das schnellere Vorankommen der Energiewende ist es, neben dem Nachfrage-Flexibilisierungspotential der Haushalte auch jenes des Gewerbes sowie der Industrie zu heben." Dieses betrage 91 Terawattstunden – ein Vielfaches dessen, was bei Haushalten erwartbar sei. 

Die Rahmenbedingungen für eine stärkere Energieflexibilität und mehr Klimaschutz in der Industrie fehlen

Die Politik müsse deshalb schnell die Bedingungen für mehr Energieflexibilität in der Industrie schaffen, sagen die Forscher. Ein Mechanismus wäre eine Flexibilisierung der Netzentgelte, die Stromverbraucher für den Bau und Betrieb des Stromnetzes zahlen. Wird Strom zu Zeitpunkten verbraucht, in denen es das Netz entlastet, sollten auch die Kunden von günstigeren Netzentgelten profitieren. 

Zudem bestehen im Energiesystem zu viele Fehlanreize. Ein Beispiel sei, dass die Strom-Netzentgeltverordnung noch immer Nachlässe für Betriebe gewährt, wenn sie Strom sehr kontinuierlich in konstanten Mengen beziehen. "Diese Regel hat Sinn in einer Welt, in der Kohle- und Atomkraftwerke durchlaufen, sie ist aber in einem flexiblen Energiesystem überholt", sagt Buhl. Er schlägt vor, die Nachlässe stattdessen Unternehmen zu gewähren, die im Sinne eines stabilen Netzes energieflexibel handeln. 

"Bereits heute lassen sich mit den zur Verfügung stehenden Möglichkeiten große Mengen CO₂ einsparen, der Instrumentenkasten ist da", betont Alexander Gundling von der Technologieoffensive für den Strukturwandel im Süden (TOSS). "Wir brauchen ein politisches Signal, dass Firmen durch Energieflexibilität hier zu akzeptablen Preisen produzieren können". Die Technologieoffensive will die Erkenntnisse der SynErgie-Projekte weiter realisieren.