Spitzenlastkappung bezeichnet die gezielte Reduzierung von Leistungsspitzen im Stromverbrauch eines Produktionsunternehmens. Das Ziel ist die maximale Leistungsabnahme – gemessen in Kilowatt oder Megawatt über ein definiertes Messintervall – zu begrenzen, weil diese Lastspitze direkt in die Stromrechnung eingeht. Lastspitzenmanagement ist eine der kosteneffizientesten Energiemaßnahmen in der Produktion: Es senkt Energiekosten ohne Produktionsmengen zu reduzieren, ohne Prozesse zu verändern und oft ohne nennenswerte Investitionen.
Industriestromkunden zahlen in Deutschland typischerweise zwei Preiskomponenten: einen Arbeitspreis je verbrauchter Kilowattstunde und einen Leistungspreis je Kilowatt maximaler Leistungsabnahme im Abrechnungszeitraum.
Der Leistungspreis basiert auf dem Jahresleistungsmaximum – also der höchsten gemessenen Viertelstundenmittelleistung im gesamten Kalenderjahr. Dieser eine Spitzenwert bestimmt die Leistungspreiskomponente für das gesamte folgende Jahr. Ein Unternehmen das an einem einzigen Tag im Jahr für 15 Minuten 2 MW mehr Leistung abnimmt als sonst, zahlt dafür zwölf Monate lang einen erhöhten Leistungspreis.
Das schafft eine asymmetrische Kostensituation: Eine einzelne unkontrollierte Lastspitze – etwa beim gleichzeitigen Anlaufen mehrerer großer Maschinen nach einer Betriebspause, beim Hochheizen von Industrieöfen oder bei einem ungeplanten Produktionsanlauf – kann jährliche Mehrkosten von zehntausenden Euro verursachen.
Für mittelständische Produktionsunternehmen mit einem Jahresstrombedarf von 5 bis 50 GWh sind Leistungspreiskomponenten von 100.000 bis über 500.000 Euro pro Jahr typisch. Eine Reduktion des Jahresleistungsmaximums um 10 bis 15 Prozent – was mit systematischem Lastspitzenmanagement realistisch erreichbar ist – kann entsprechend fünf- bis sechsstellige Einsparungen bringen.
Lastspitzen entstehen durch das unkoordinierte gleichzeitige Einschalten großer Verbraucher. Die häufigsten Ursachen in der Fertigungsindustrie sind folgende.
Simultaner Produktionsanlauf nach Pausen: Wenn nach einer Schichtpause, einem Betriebsurlaub oder einem Wochenende alle Maschinen gleichzeitig gestartet werden, summieren sich die Anlaufströme zu einer massiven Spitzenlast. Das ist die häufigste und gleichzeitig am einfachsten vermeidbare Lastspitzenursache.
Hochheiz- und Aufwärmprozesse: Industrieöfen, Heizpressen, Spritzgussmaschinen und ähnliche thermische Prozesse ziehen beim Aufheizen deutlich mehr Leistung als im Normalbetrieb. Wenn mehrere solcher Anlagen gleichzeitig aufheizen, entsteht eine strukturelle Lastspitze.
Kompressorenstarts: Druckluftkompressoren haben hohe Anlaufströme. In Produktionen mit mehreren großen Kompressoren kann das unkoordinierte Anlaufen zu erheblichen Lastspitzen führen.
Ungeplante Anläufe nach Störungen: Wenn nach einer Anlagenstörung mehrere Maschinen gleichzeitig wieder anlaufen, entsteht eine unkontrollierte Lastspitze die schwerer zu vermeiden ist als geplante Anläufe.
Lastspitzenmanagement arbeitet mit drei Ansätzen die kombiniert werden können.
Zeitliche Versetzung von Einschaltvorgängen (Load Shifting): Der einfachste und wirksamste Ansatz. Statt alle Maschinen gleichzeitig zu starten werden Anlaufzeiten gestaffelt – mit einem definierten Zeitversatz von Minuten zwischen den Anlaufvorgängen. Das erfordert keine technischen Investitionen, sondern nur eine organisatorische Regelung und die Konsequenz in der Umsetzung.
Lastabwurf bei Schwellenwertüberschreitung: Wenn die gemessene Viertelstundenleistung einen definierten Schwellenwert zu überschreiten droht, werden nicht-kritische Verbraucher automatisch oder manuell abgeschaltet – etwa Klimaanlagen, Beleuchtung in Lagerbereichen, Ladevorgänge oder Hilfssysteme. Das erfordert ein Energiemanagementsystem oder eine SPS-Logik die die Momentanleistung überwacht und Schaltbefehle ausgibt.
Eigenstromerzeugung und Speicher: Batteriespeicher, Blockheizkraftwerke oder Photovoltaikanlagen können Spitzenlastphasen überbrücken indem sie in Hochlastmomenten einspeisen. Das ist die kapitalintensivste Methode – aber bei großen Lastspitzen und hohen Leistungspreisen wirtschaftlich attraktiv.
Lastspitzenmanagement ohne Echtzeit-Transparenz über den aktuellen Leistungsbezug ist Blindflug. Wer nicht weiß wie hoch die aktuelle Momentanleistung ist und wie sie sich in den nächsten Minuten entwickeln wird, kann weder präventiv eingreifen noch den Lastabwurf gezielt steuern.
Die technische Grundlage ist eine Echtzeit-Leistungsmessung die mindestens auf Werksebene, idealerweise auf Linien- und Maschinenebene verfügbar ist. Nur wer auf Maschinenebene messen kann, versteht welche Anlagen die Lastspitzen verursachen – und kann gezielt eingreifen ohne die Produktion unnötig zu beeinträchtigen.
Ein MES das Maschinenverbrauchsdaten in Echtzeit erfasst und mit Auftragsdaten verknüpft, liefert zwei entscheidende Zusatzfunktionen: erstens die Transparenz über Leerlaufverbräuche – Maschinen die laufen aber nicht produzieren und damit Grundlast erzeugen ohne Wertbeitrag – und zweitens die Möglichkeit Energieverbrauch und Auslastung zu korrelieren um strukturelle Spitzenlastmuster zu erkennen. Wenn jede Woche montags um 6:00 Uhr dieselbe Lastspitze entsteht, ist das ein strukturelles Problem das mit einer Anlaufstaffelung lösbar ist – aber nur sichtbar wenn Daten historisiert werden.
Die Bundesnetzagentur arbeitet an einer Reform der Netzentgeltstruktur. Diskutiert wird eine stärkere Flexibilisierung der Netzentgelte um Industriekunden zu Lastflexibilität anzureizen – also Verbrauch in Zeiten hoher Netzauslastung zu senken und in Zeiten niedriger Netzauslastung zu erhöhen.
Für Fertigungsunternehmen die bereits Lastspitzenmanagement betreiben und ihre Maschinenverbrauchsdaten in Echtzeit überwachen, ist der Schritt zu steuerbaren Lasten und Demand Response kleiner als für Unternehmen ohne diese Dateninfrastruktur. Die Investition in Echtzeit-Energietransparenz zahlt sich damit nicht nur durch Leistungspreisreduktion heute aus, sondern schafft die Grundlage für zukünftige Flexibilitätspotenziale.
Wie wird das Jahresleistungsmaximum gemessen? Das Jahresleistungsmaximum ist der höchste Viertelstundenmittelwert der Wirkleistungsabnahme innerhalb eines Kalenderjahres. Netzbetreiber messen diesen Wert am Netzanschlusspunkt und verwenden ihn für die Leistungspreisberechnung. Das Messintervall beträgt 15 Minuten – das bedeutet ein Lastspitzenereignis muss über den gesamten Viertelstundenzeitraum andauern um das Maximum zu setzen. Kurze Leistungsspitzen unter einer Minute schlagen typischerweise kaum durch.
Was kostet ein Kilowatt Jahresleistungsmaximum? Das hängt vom Netzentgelt und den Netzebenen ab. Als Orientierung: Für industrielle Mittelspannungskunden in Deutschland bewegen sich Leistungspreise typischerweise zwischen 50 und 150 Euro je Kilowatt und Jahr. Bei einem Jahresleistungsmaximum von 2 MW und einem Leistungspreis von 80 Euro/kW sind das 160.000 Euro jährlicher Leistungspreis – unabhängig davon wie viel Kilowattstunden tatsächlich verbraucht werden.
Lässt sich Lastspitzenmanagement auch ohne externe Dienstleister umsetzen? Ja. Die einfachste Form – gestaffelte Anlaufzeiten und Anlaufreihenfolgen – erfordert keine Technologie sondern nur Organisationsdisziplin und eine klare Betriebsanweisung. Automatisiertes Lastabwurfmanagement erfordert Messtechnik und Steuerungslogik, ist aber mit überschaubarem Aufwand nachrüstbar wenn Energiezähler mit Netzwerkanbindung vorhanden sind.
Wie schnell amortisiert sich die Investition in Lastspitzenmanagement? Bei mittleren und großen Industriebetrieben mit signifikanten Lastspitzen sind Amortisationszeiten von sechs bis achtzehn Monaten für organisatorische und softwareseitige Maßnahmen realistisch. Für Speicherlösungen sind Amortisationszeiten von vier bis acht Jahren typisch – abhängig von Lastspitzenhöhe, Leistungspreis und Batteriekosten.