- Flexibilität ist kein neues Konzept, wird aber durch den starken Ausbau von Solarenergie deutlich wichtiger, weil Angebot und Nachfrage zeitlich stärker auseinanderfallen.
- Entscheidend ist, dass Preise schwanken und sichtbar sind, damit sich Verbrauch und Speicherung automatisch am Stromangebot orientieren.
- Batteriespeicher ermöglichen es, günstigen Strom zwischenzuspeichern und später zu nutzen oder zu verkaufen, wodurch neue wirtschaftliche Chancen entstehen.
- Haushalte und Unternehmen können Kosten sparen oder Einnahmen erzielen, wenn sie ihren Stromverbrauch flexibel anpassen und automatisieren.
- Energiemanagementsysteme steuern Geräte wie Elektroautos oder Wärmepumpen automatisch, sodass Strom genutzt wird, wenn er günstig ist – ohne Komfortverlust.
- Durch die Bündelung vieler Anlagen in virtuellen Kraftwerken und den Einsatz grosser Batteriespeicher kann Flexibilität am Energiemarkt von Dienstleistern wie EKZ verkauft und das Energiesystem effizienter betrieben werden.
Solarenergie wird künftig zu einer tragenden Säule der Schweizer Energieversorgung. Schon heute führt sie in vielen Stunden des Jahres zu sehr tiefen Strompreisen. Martin Baldinger erklärt, wie dieses Potenzial flexibel und intelligent genutzt wird, damit alle maximal davon profitieren können.
«Batterien sind für ein flexibles Energiesystem unverzichtbar und werden heute noch zu wenig eingesetzt, Martin Baldinger, Leiter Business Design & Innovation, arbeitet bei EKZ an der Flexibilisierung des Energiesystem.» - BILDER: Norbert Egli
Kernaussagen aus dem Interview
Strom ist zu bestimmten Zeiten unschlagbar günstig. Meist dann, wenn die Sonne scheint und tausende Photovoltaikanlagen hohe Erträge liefern. Doch diese Zeiten fallen nicht immer mit jenen zusammen, in denen viel Strom benötigt wird. Die zentrale Frage lautet deshalb: Wie können wir unseren Verbrauch besser mit der günstigen Stromproduktion abstimmen?
Intelligent nutzen oder speichern
Strom intelligent und zeitlich flexibel zu nutzen, wird immer wichtiger. Denn der Strombedarf wird in Zukunft deutlich steigen. Getrieben durch Elektromobilität, Wärmepumpen und die fortschreitende Digitalisierung dürfte er in der Schweiz bis 2050 rund 35 Prozent höher sein als heute.
Was versteht man unter Flexibilität im Energiesystem?
Ein flexibles Energiesystem nutzt oder speichert Strom dann, wenn viel davon produziert wird und er deshalb günstig ist. Umgekehrt greift es dann auf gespeicherte Reserven zurück oder reduziert die Nutzung, wenn wenig Strom produziert wird und dieser deswegen teurer ist.
Das geschieht durch:
- Automatisches Verschieben des Verbrauchs (z. B. Laden von E-Autos, Heizen mit Wärmepumpen oder industrielle Prozesse)
- Speichern von Strom (z.B. mittels Batterien im Eigenheim, in Unternehmen oder mittels grosser Netzbatterien und Pumpwasserspeichern)
- Digitale Vernetzung vieler Anlagen zu einem koordinierten Gesamtsystem (z. B. als virtuelles Kraftwerk)
Auch das vorübergehende Ausschalten von Solaranlagen, wenn die Nachfrage nach Strom vergleichsweise tief ist, zählt zu den Flexibilitäten.
Flexibilitäten haben einen monetären Wert und können zukünftig von Dienstleistern wie EKZ am Energiemarkt vermarktet werden.
Weil sich mit erneuerbaren Energiequellen künftig grosse Mengen an günstigem Strom erzeugen lassen, liegt die Herausforderung in den meisten Monaten nicht in der Produktion, sondern in der intelligenten Nutzung zum richtigen Zeitpunkt.
Wenn Verbrauch und Speicherung flexibel auf die erneuerbare Stromproduktion ausgerichtet werden, wird das Energiesystem insgesamt wirtschaftlicher und bleibt stabil.
Gerade das ist entscheidend. Denn im Stromnetz müssen Stromproduktion und Stromverbrauch jederzeit exakt im Gleichgewicht sein. Wie das gelingt, erklärt Martin Baldinger, Leiter Business Design & Innovation bei EKZ im Interview:
Martin, wieso muss unser Energiesystem heute plötzlich «flexibel» werden?
Unser Energiesystem musste schon immer flexibel sein. Bisher stammte Strom vor allem aus grossen Kern- und Wasserkraftwerken. Insbesondere die Kernkraftwerke produzieren konstant Strom. Während der Verbrauch schon immer schwankte - je nach Wetterlage, Tageszeit oder aufgrund anderer Faktoren.
Flexibilität und Speicherung sind seit Jahrzehnten Teil unseres Energiesystems
Historisch hatte man in der Nacht zu viel Strom. Pumpspeicherkraftwerke nahmen den günstigen Nachtstrom auf und speicherten diesen. Tagsüber, bei hoher Nachfrage, speisten sie den Strom dann wieder ins Netz ein.
Flexibilität und Speicherung sind also keine neuen Konzepte, sondern seit Jahrzehnten Teil unseres Energiesystems.
Hatte bereits der Niedertarif eine flexibilitätsfördernde Wirkung?
Ja, der Niedertarif förderte bereits eine gewisse Flexibilität, indem er den Verbrauch in die Nacht verlagerte, um konstant laufende Kraftwerke besser auszulasten. Dieses starre Modell reicht jedoch nicht mehr aus. Da die Stromproduktion heute dynamisch ist, braucht es dynamische Tarife, die sich im Tagesverlauf anpassen. So spielt der Markt und der Verbrauch kann besser auf das Angebot abgestimmt werden.
Die Wertigkeit von Energie wird mehr denn je davon abhängen, wann sie zur Verfügung steht
Was hat sich aber jetzt verändert?
Neu ist die Dynamik. Mit dem starken Ausbau insbesondere der Solarenergie steht immer häufiger sehr günstiger Strom zur Verfügung. Auf dieses Angebot müssen wir heute Verbrauch und Speicherung intelligenter - oder eben flexibler - ausrichten als bisher.
Nur so können wir die grossen Chancen der Erneuerbaren für uns nutzen. Die Wertigkeit von Energie wird mehr denn je davon abhängen, wann sie zur Verfügung steht.
Ein flexibles Energiesystem nutzt oder speichert Strom, wenn er günstig ist. Wenn er teurer ist, speist es ihn ins Netz ein. Flexibilitäten, z.B. von freien Batteriespeichern oder flexiblen Verbrauchern können zukünftig von Diensleistern wie EKZ gebündelt am Energiemarkt verkauft werden.
Visualisierung: Joschko Hammermann
Was braucht es dafür?
Entscheidend ist, dass möglichst viele Produzenten, Verbraucherinnen und Verbraucher den tatsächlichen Marktpreis des Stroms spüren und auf Preissignale reagieren können – etwa über dynamische Tarife.
Wenn man Solarstrom ins Netz einspeisen möchte, gilt ab dem 1. Januar 2027 eine marktorientierte Rückspeisevergütung. Das ist wichtig. Denn erst wenn Preise schwanken, entsteht ein echter Anreiz, Verbrauch und Speicherung zeitlich zu optimieren.
Wer Strom flexibel nutzt oder speichert, kann nicht nur Kosten sparen, sondern sogar Geld verdienen
Strom wird in einem flexiblen Energiesystem also dann genutzt oder gespeichert, wenn er günstig ist und später wieder eingespeist, wenn er teurer ist?
Genau. Dabei spielen Batteriespeicher eine zentrale Rolle: Sie nehmen günstigen Strom auf und geben ihn wieder ab, wenn der Markt höhere Preise bietet.
Preisarbitrage, also das marktorientierte Ausnutzen von Preisunterschieden, wird zu einem wichtigen Werttreiber im Energiesystem von morgen. Wer Strom zukünftig flexibel nutzt oder speichert, kann nicht nur Kosten sparen, sondern sogar aktiv Geld verdienen.
Wie kann man konkret sparen oder Geld verdienen?
Das hängt von der jeweiligen Situation ab: Privatkundinnen und -kunden können über einen dynamischen Tarif des Energieversorgers, wie ihn EKZ anbietet, von Preisschwankungen am Strommarkt und von der schwankenden Last im Verteilnetz profitieren.
Das setzt aber voraus, dass sie über automatisch steuerbare Verbraucher verfügen. Manuell den Geschirrspüler oder die Waschmaschine im günstigsten Moment einzuschalten, wäre zu aufwändig.
Günstigen Solarstrom wird es in Zukunft jede Menge geben. Damit alle davon maximal profitieren können, muss das Energiesystem flexibler werden, um den günstigen Strom im richtigen Moment nutzen oder speichern zu können.
Wie profitieren Produzentinnen und Produzenten?
Wer nicht nur über flexible Verbraucher wie ein Elektroauto oder einer Wärmepumpe verfügt, sondern auch eine eigene Produktion hat, z.B. eine PV-Anlage auf dem Hausdach, kann mit einer Batterie den Eigenverbrauch zusätzlich optimieren.
Auch hier lohnt sich der dynamische Tarif, denn die teuersten Stunden des Tages kann man mit der Batterie überbrücken, ohne Strom aus dem Netz beziehen zu müssen.
Können auch Unternehmen profitieren?
Klar. Für Grossverbraucher mit Leistungstarif, wie Gewerbe und Industrie, aber auch Zusammenschlüsse zum Eigenverbrauch (ZEV) ist zusätzlich die Reduktion der Lastspitze mittels eines Batteriespeichers spannend. Anders als die meisten Privatkunden bezahlen sie nämlich ihren Strom nicht nur pro kWh, sondern auch anhand der höchsten Leistungsspitze im Monat.
Freie Flexibilität, wie z.B. freien Batteriespeicherplatz, kann man am Energiemarkt verkaufen
Und ganz wichtig: Für alle genannten Anwendungen wird oft nicht die gesamte Kapazität einer Batterie benötigt. Was übrig bleibt, ist freie Flexibilität. Diese kann über verschiedene Marktplätze monetarisiert werden.
Wie verkauft man denn übrigbleibende Flexibilität am Markt?
Dafür muss der Marktzugang möglichst einfach gemacht werden, auch für kleinere Verbraucher wie Haushalte oder kleinere Unternehmen.
Das funktioniert primär über Zusammenschlüsse: Viele einzelne Batterien, Elektroautos oder Wärmepumpen werden durch Dienstleister wie EKZ in einem virtuellen Kraftwerk gebündelt. Dessen gemeinsame flexible Kapazität wird dann vom Dienstleister für alle gemeinsam am Markt verkauft.
Was ist ein virtuelles Kraftwerk?
Ein virtuelles Kraftwerk ist ein digitaler Zusammenschluss vieler einzelner Speicher, flexibler Verbraucher und Kraftwerke: zum Beispiel Batterien, Wärmepumpen, Elektroautos und Solaranlagen. Gemeinsam bilden sie eine virtuelle Einheit, deren flexible Speicher- oder Verbrauchskapazität gebündelt und dann am Strommarkt angeboten werden kann. So entsteht ein System, das mehr ist als die Summe seiner Einzelteile. Das virtuelle Kraftwerk hilft, erneuerbare Energien besser zu integrieren und es entlastet das Stromnetz.
Damit das gelingt, muss der Stromverbrauch laufend dem verfügbaren Stromangebot angepasst werden. Wie gelingt das in der Praxis?
Nehmen wir als Beispiel die Elektromobilität. Elektroautos bieten sehr viel Flexibilität. Ein durchschnittliches Auto braucht in der Schweiz rund 8 kWh Strom pro Tag. Viele Autobatterien fassen 50 bis 80 kWh.
Dementsprechend müssen diese Autos nicht ständig geladen werden. Insbesondere dann nicht, wenn Strom teuer ist.
Oft reichen ein bis zwei Ladevorgänge pro Woche, ohne dass der Komfort deswegen leidet. Idealerweise erfolgt das Laden automatisiert mit Hilfe von einem Energiemanagementsystem (EMS).
«Elektroautos bieten sehr viel Flexibilität», Martin Baldinger, Leiter Business Design & Innovation bei EKZ
Wie läuft das ab?
Mit einer Software lässt sich das Laden gezielt auf Zeiten verschieben, in denen Strom günstig verfügbar ist oder das Netz wenig belastet wird. Damit wird die Elektromobilität zu einer der wichtigsten Ressourcen für ein flexibles Energiesystem.
Der Stromverbrauch wird automatisch verschoben, ohne dass man davon etwas mitkriegt
EKZ testet aktuell ein solches Smart-Charging-System mit 500 Kundinnen und Kunden.
Auch Wärmepumpen und Boiler können intelligent gesteuert werden und die Wärme dann erzeugen, wenn es aufgrund der Marktsituation am interessantesten und gleichzeitig dem Stromnetz zuträglich ist.
Heisst das, dass wir unser Verhalten anpassen müssen?
Nein, das ist ja das Schöne daran! Entscheidend ist, dass Lastverschiebungen automatisch ablaufen, ohne dass wir etwas davon merken. Das Auto ist geladen, das Haus ist warm.
Dazu braucht es keine aktiven Verhaltensänderungen, keine Strompreis-Checks vor dem Duschen, Laden, Geschirrspülen oder Wäschewaschen – die Optimierung läuft automatisch im Hintergrund mit Hilfe digitaler Energiemanagementsysteme (EMS). Ganz ohne Komfortverlust.
Werden so auch die Solaranlagen gesteuert?
Wer über eine PV-Anlage mit Heimbatteriespeicher verfügt und einen dynamischen Stromtarif hat, kann mit einem EMS sicherstellen, dass der selbst produzierte Solarstrom möglichst dann genutzt wird, wenn der Bezug aus dem Netz am teuersten wäre.
Je grösser die Batterie, desto günstiger die gespeicherte Kilowattstunde
Batterien scheinen der Schlüssel zu sein, können sie auch bei Unternehmen zum Einsatz kommen?
Batterien sind für ein flexibles Energiesystem unverzichtbar und werden heute noch zu wenig eingesetzt. Das ändert sich aber aktuell rasant.
Es ist sinnvoll, PV-Anlagen mit Batterien zu kombinieren: Sie speichern Strom kurzfristig und verschieben Lasten optimal.
Das gilt besonders für grossflächige PV-Anlagen. Denn es bestehen grosse Unterschiede: Je grösser die Batterie, desto günstiger wird die gespeicherte Kilowattstunde. Batteriespeicher eignen sich deshalb gerade auch für Unternehmen, die ihre Lastspitzen brechen wollen.
Warum?
Für Grossverbraucher zählt nicht nur der Gesamtenergieverbrauch, sondern auch die Höhe der maximalen Lastspitze, die sie im Netz verursachen.
Schon kurze Leistungsspitzen können teuer werden. Batterien glätten diese Spitzen und sparen Kosten. Bei einer Reduktion der Leistungsspitze um 10 kW sparen sie pro Jahr – je nach Netzgebiet – zwischen 1500 und 2000 Franken. Gleichzeitig entlasten sie die Verteilnetze.
Preisarbitrage wird zum zentralen Geschäftsmodell
Was tut EKZ, um ein flexibles Energiesystem zu fördern und Kapazitäten an den Markt zu bringen?
Flexible Anwendungen sollen für Kundinnen und Kunden möglichst einfach nutzbar sein. Deshalb integriert EKZ künftig Flexibilitätsdienstleistungen konsequent in sämtliche Marktprodukte:
Direkt bei den Haushalten oder Unternehmen
EKZ fokussiert hier auf Anwendungsfälle wie Peak-Shaving (die Reduktion von Verbrauchsspitzen), Eigenverbrauchsoptimierung, dynamische Tarife oder die intelligente Einspeise- und Bezugsoptimierung. Damit kann Strom automatisch dann genutzt oder gespeichert werden, wenn er besonders günstig ist.
Zudem binden die Spezialistinnen und Spezialisten von EKZ im Rahmen grosser Projekte bei Gewerbe-, Industrie- und ZEV-Kunden immer häufiger Batteriespeicher direkt ein.
Die damit geschaffene Flexibilität ermöglicht EKZ-Kunden relevante Einsparungen und zusätzliche Erlöse, wodurch sie ihre Energiesysteme deutlich wirtschaftlicher betreiben können.
Im Stromnetz
EKZ setzt grosse Energiespeichersysteme ein, um über Systemdienstleistungen und Energiepreisarbitrage mehr Flexibilität ins Energiesystem zu bringen.
Die Digitalisierung schafft die Grundlage für eine erneuerbare Energiezukunft und sorgt dafür, dass das Netz auch künftig Strom flexibel und intelligent verteilen kann. Erneuerbare Energie gelangt so im richtigen Moment genau dahin, wo sie benötigt wird.
Welche Rolle übernehmen ganze Batteriespeichersysteme, wie sie aktuell von vielen Versorgern geplant oder gebaut werden?
Grosse Netzbatterien gewinnen stark an Bedeutung. Die Technologien sind inzwischen preislich so attraktiv geworden, dass sie eine signifikante Rolle im Energiesystem übernehmen können.
Eine Studie des Bundesamts für Energie (BFE) erwartet bis 2050 einen Speicherbedarf von rund 3 GW Batterieleistung und 15 GWh Speicherkapazität.
Der Zweck solcher Batterien hat sich aber mittlerweile geändert: Die Megabatterie in Volketswil, die EKZ im Jahr 2018 baute, war mit 18 Megawatt Leistung, aber nur 7,5 Megawattstunden Speicherkapazität noch auf eine Speicherdauer von weniger als 30 Minuten ausgelegt.
Mit dieser kurzen Speicherdauer wurde sie konzipiert, um das Stromnetz bei kurzfristigen Schwankungen zu stabilisieren. Heute werden Batterien mit deutlich längeren Speicherdauern gebaut. Sie dienen zukünftig primär energiewirtschaftlichen Interessen.
Die EKZ-Megabatterie in Volketswil wurde konzipiert, um das Stromnetz bei kurzfristigen Schwankungen zu stabilisieren.
Was bedeutet das konkret?
Nicht die Netzstabilität steht im Fokus, sondern das Nutzen der Preisunterschiede am Markt. Die Studie des BFE verdeutlicht das: Moderne Grossbatterien speichern Strom typischerweise für rund drei Stunden. Sie sind darauf ausgelegt, günstigen (Solar-)Strom aufzunehmen und ihn in Zeiten höherer Nachfrage und höherer Preise wieder abzugeben.
Marktmechanismen sind dabei entscheidend
Preisarbitrage, also das Verschieben von Strom aus günstigen in teurere Stunden, wird zum zentralen Geschäftsmodell, welches insgesamt dem Energiesystem dient.
Günstigen Solarstrom wird es in Zukunft jede Menge geben. Jetzt müssen wir ihn nur noch intelligent nutzen, um maximal davon profitieren zu können. Marktmechanismen sind dabei entscheidend.
