Deutschland diskutiert über neue Kraftwerke, Batteriespeicher und Milliardeninvestitionen in die Stromnetze. Gleichzeitig steht ein enormes Flexibilitätspotenzial längst in Küchen, Kellern, Garagen und Fabrikhallen. Flexible Verbraucher im Stromnetz könnten Lasten innerhalb weniger Sekunden verschieben und damit ähnliche Aufgaben übernehmen wie Batteriespeicher – nur ohne zusätzliche Großanlagen. Genau darüber spreche ich in der neuen Folge von „Energie im Wandel“ mit Dr. Thomas Walter, Gründer und Geschäftsführer von Easy Smart Grid.

Seine zentrale These ist ebenso einfach wie provokant: Wir müssen nicht jede Schwankung der erneuerbaren Erzeugung mit neuen Speichern ausgleichen. Oft genügt es, Strom genau dann zu verbrauchen, wenn er verfügbar ist. Kühlgeräte, Wärmepumpen, Elektroautos, Kälteanlagen oder die Wasseraufbereitung besitzen zeitliche Spielräume. Werden diese Spielräume intelligent koordiniert, entstehen virtuelle Batterien. Sie speichern nicht zwingend Elektronen, erzielen für das Gesamtsystem aber einen vergleichbaren Effekt.

Das vielleicht überraschendste Beispiel: Würde man allein die Einschaltzeitpunkte deutscher Kühl- und Gefrierschränke jeweils um wenige Sekunden verschieben, könnten laut Thomas Walter rund 2,4 Gigawatt Regelleistung entstehen. Kostenlos und CO₂-frei. Die Temperatur der Lebensmittel bliebe praktisch unverändert, denn die thermische Trägheit eines Kühlschranks ist viel größer als dieser minimale Eingriff.

„Das gefällt mir unfassbar gut.“ – Claus Hartmann

Flexible Verbraucher im Stromnetz: eine Batterie, die längst existiert

Eine klassische Batterie nimmt Strom auf, wenn ein Überschuss besteht, und gibt ihn später wieder ab. Flexible Lasten funktionieren etwas anders: Sie verschieben den Zeitpunkt des Verbrauchs. Eine Wärmepumpe kann einen thermischen Speicher früher aufladen, wenn Solarstrom im Überfluss vorhanden ist. Ein Elektroauto kann seine Ladeleistung kurzfristig um ein Kilowatt erhöhen oder reduzieren. Ein Kühlhaus kann Kälte produzieren, bevor der Strom knapp und teuer wird.

Auf der Systemebene ist der Effekt ähnlich. Erzeugung und Nachfrage werden zeitlich besser aufeinander abgestimmt. Thomas Walter nennt diese Möglichkeiten deshalb „virtuelle Batterien“. Ihr großer Vorteil: Viele Anlagen sind bereits installiert. Es braucht weder zusätzliche Flächen noch große Mengen neuer Rohstoffe. Häufig reichen Software, lokale Messwerte und ein passendes Preissignal.

Das bedeutet nicht, dass Deutschland keine Batteriespeicher mehr benötigt. Batterien bleiben wichtig, vor allem für sehr schnelle Reaktionen und für Zeiträume, in denen tatsächlich Energie zwischengespeichert werden muss. Doch sie sollten dort eingesetzt werden, wo ihre technischen Eigenschaften gebraucht werden. Wenn eine Kälteanlage oder ein Warmwasserspeicher dieselbe Aufgabe günstiger erfüllen kann, wäre es volkswirtschaftlich unsinnig, ausschließlich auf elektrochemische Speicher zu setzen.

Thomas hat dieses Prinzip früh in Inselnetzen kennengelernt. Auf den Malediven war Solarstrom bereits 2011 deutlich günstiger als Strom aus Dieselgeneratoren. Der Engpass entstand jedoch, sobald der Anteil der Photovoltaik weiter steigen sollte. Batterien waren teuer. Gleichzeitig floss rund die Hälfte des Stroms in Kälteerzeugung und Wasserentsalzung. Die naheliegende Lösung: Wasser produzieren, wenn die Sonne scheint, und es in einem einfachen Tank speichern. Oder Kälte in Wasser bevorraten und später nutzen. Nach seiner Rechnung konnten solche Lösungen die Speicherkosten um Größenordnungen senken – bis zu 99 Prozent.

Warum starre Viertelstunden nicht zum Zielsystem passen

Das heutige Strommarktdesign arbeitet mit Fahrplänen, Geboten, Bilanzkreisen und inzwischen häufig mit Viertelstundenprodukten. Diese Logik stammt aus einer Zeit mit wenigen großen Kraftwerken und relativ gut planbaren Lasten. In einem System mit Millionen Solaranlagen, Elektroautos, Wärmepumpen und Speichern entstehen jedoch viel schnellere Veränderungen.

Thomas Walter verweist im Gespräch auf das Shannon-Nyquist-Abtasttheorem. Vereinfacht gesagt muss ein dynamischer Prozess häufig genug gemessen werden, damit er digital korrekt abgebildet und geregelt werden kann. Wenn physikalische Schwingungen im europäischen Verbundnetz innerhalb von Sekunden auftreten, sind Preise im Viertelstundentakt als alleinige Steuerungsgröße zu langsam.

Easy Smart Grid setzt deshalb auf lokale Preise, die sich sekündlich verändern können. Fließt zu viel Strom aus einem Quartier heraus, war der lokale Preis zu hoch und hat zu wenig Verbrauch angereizt. Muss Strom importiert werden, war der Preis zu niedrig. Für das nächste Zeitintervall wird das Signal entsprechend angepasst. Der Preis entsteht nicht aus einer komplizierten Prognose für den nächsten Tag, sondern aus dem tatsächlichen Zustand des Systems.

Das ist ein entscheidender Unterschied. Prognosen bleiben wichtig, doch Fehler lassen sich unmittelbar korrigieren. Flexible Verbraucher im Stromnetz reagieren automatisch und dezentral. Niemand soll vor dem Smartphone sitzen und die Wärmepumpe einschalten, sobald der Preis sinkt. Stattdessen kennt das Gerät die Komfortgrenzen des Nutzers und entscheidet innerhalb dieses Rahmens selbst. Ist der Wärmespeicher leer, muss die Wärmepumpe laufen. Ist er halb voll, kann sie auf eine günstigere Stunde warten.

Solar Allensbach: vom Konzept in die Praxis

Wie das funktionieren kann, zeigt das Projekt Solar Allensbach am Bodensee. In einem Quartier mit 23 Wohneinheiten wurden Photovoltaik, Wärmepumpen, ein Blockheizkraftwerk und flexible Verbraucher über einen lokalen Strompreis koordiniert. Wenn viel lokal erzeugter Strom vorhanden war, sank der Preis und reizte zusätzlichen Verbrauch an. Wenn Solarstrom fehlte, wurde das Blockheizkraftwerk zum passenden Zeitpunkt wirtschaftlich attraktiv.

Simulationen im Projekt zeigten, dass die lokale Eigenverbrauchsrate von 50 auf 80 Prozent steigen konnte. Für die Bewohner entstand bereits vor den starken Energiepreissteigerungen ein wirtschaftlicher Vorteil von rund fünf Cent je Kilowattstunde. Das Projekt erhielt einen europäischen Good Practice Award. Entscheidend ist aber weniger die Auszeichnung als der Nachweis: Ein lokales Energiesystem kann ohne zentrale Vollsteuerung Angebot und Nachfrage sinnvoll koordinieren.

Die gleiche Logik lässt sich erweitern. Externe Börsenpreise können zum lokalen Signal addiert werden. Auch dynamische Netzentgelte lassen sich integrieren. Droht ein Trafo oder eine Leitung überlastet zu werden, wird die Nutzung an dieser Stelle vorübergehend teurer. Verbraucher reduzieren oder verschieben ihre Last, solange ihre Komfort- und Produktionsgrenzen eingehalten werden. So wird Flexibilität netzdienlich.

Das Elektroauto als sekundenschnelle Regelreserve

Besonders groß ist das Potenzial der Elektromobilität. Ein Fahrzeug, das mehrere Stunden an der Ladesäule steht, muss nicht in jeder Sekunde mit derselben Leistung laden. Statt konstant elf Kilowatt zu ziehen, könnte es beispielsweise um zehn Kilowatt pendeln: neun Kilowatt bei Knappheit, elf bei Überschuss. Für den Fahrer verlängert sich die Ladedauer kaum. Für das Stromsystem entsteht jedoch eine schnell verfügbare Reserve.

Wenn eine Million Fahrzeuge gleichzeitig laden und ihre Leistung jeweils um ein Kilowatt variieren, ergibt sich rechnerisch ein Gigawatt Flexibilität. Dafür müssen die Autos nicht einmal Strom zurückspeisen. Schon das kurzfristige Erhöhen oder Senken des Verbrauchs hilft, Erzeugung und Nachfrage auszugleichen. Mit der Elektrifizierung von Wärme, Verkehr und Industrie wächst dieses Potenzial weiter.

„Das muss doch gemacht werden. Also das ist doch total offensichtlich.“ – Claus Hartmann

Der entscheidende Punkt ist der Komfort. Menschen werden Flexibilität nur akzeptieren, wenn sie im Alltag kaum spürbar ist. Das Auto muss zum gewünschten Zeitpunkt geladen sein. Die Wohnung muss warm bleiben. Lebensmittel müssen zuverlässig gekühlt werden. Innerhalb dieser Grenzen kann Technik jedoch viel intelligenter agieren, als sie es heute tut.

Zelluläre Netze schaffen Effizienz und Resilienz

Thomas Walters Ansatz geht über günstigere Strompreise hinaus. Er versteht lokale Energiesysteme als Zellen, die bestimmte Aufgaben selbst übernehmen und trotzdem mit dem Gesamtnetz verbunden bleiben. Es geht ausdrücklich nicht um vollständige Autarkie. Eine Zelle soll das zentrale Netz entlasten, lokale Erzeugung besser nutzen und bei einer Störung zeitweise eigenständig funktionieren können.

Diese Struktur erhöht die Resilienz. Zentral gesteuerte Systeme sind attraktive Ziele für Cyberangriffe und können bei Störungen große Bereiche gleichzeitig treffen. Dezentrale Zellen begrenzen die Auswirkungen. Fällt eine Kommunikationsverbindung aus, können lokale Preise und Messwerte weiterhin dafür sorgen, dass Erzeugung und Verbrauch im Gleichgewicht bleiben.

Gerade Rechenzentren zeigen, warum diese Denkweise wirtschaftlich relevant wird. Neue Standorte benötigen enorme Anschlussleistungen, warten aber teilweise Jahre auf einen Netzanschluss. Kombiniert ein Betreiber das Rechenzentrum mit Wind- und Solarparks und gleicht einen großen Teil der Leistung lokal aus, kann die erforderliche Anschlusskapazität deutlich sinken. Statt jeweils 300 Megawatt ein- und auszuspeisen, könnte ein lokales Microgrid möglicherweise mit einem wesentlich kleineren Netzanschluss auskommen.

Was Deutschland von Großbritannien lernen kann

In Großbritannien erhalten Netzbetreiber Anreize, wenn sie den Ausbau von Netzen durch die Nutzung von Kundenflexibilität verzögern oder vermeiden. Damit verändert sich die wirtschaftliche Logik. In Deutschland verdienen Netzbetreiber traditionell vor allem an investiertem Kapital. Neue Leitungen und Transformatoren sind deshalb leichter in bestehende Prozesse einzuordnen als digitale Lösungen, die Investitionen vermeiden.

Thomas schildert im Gespräch ein bekanntes Dilemma: Die Regulierung verweist darauf, dass die Netzbetreiber noch nicht bereit seien. Netzbetreiber wiederum verweisen auf regulatorische Grenzen. Innovation bleibt zwischen den Zuständigkeiten hängen. Dabei könnten flexible Verbraucher im Stromnetz helfen, Anschlüsse schneller zu ermöglichen, Engpässe zu reduzieren und teuren Ausbau gezielter einzusetzen.

Die entscheidende Frage lautet deshalb nicht: Netzausbau oder Flexibilität? Wir brauchen beides. Doch jeder vermiedene oder zeitlich verschobene Ausbau schafft finanziellen und personellen Spielraum für die Stellen, an denen neue Infrastruktur tatsächlich unverzichtbar ist.

Warum gute Technik allein nicht reicht

Im Gespräch wird deutlich, dass technische Überlegenheit noch lange keinen Markterfolg garantiert. Thomas hat diese Erfahrung bereits bei den Inselprojekten gemacht. Obwohl Solarstrom günstiger als Dieselstrom war und thermische Speicher Batteriekosten drastisch reduzieren konnten, blieben viele Projekte aus. Ein Grund waren staatlich subventionierte Dieselpreise. Wenn die tatsächlichen Kosten nicht beim Verbraucher oder Versorger ankommen, fehlt der wirtschaftliche Anreiz für eine bessere Lösung.

Ein zweiter Grund ist menschlicher. Einfache Lösungen wirken manchmal weniger attraktiv als große Plattformen, komplexe Datenmodelle oder prestigeträchtige neue Anlagen. Ein Wassertank erscheint neben einer Batterie unspektakulär. Das Verschieben eines Kompressorstarts klingt weniger innovativ als ein KI-System. Für die Energiewende zählt jedoch nicht, wie futuristisch eine Technologie wirkt, sondern welchen Nutzen sie mit möglichst wenig Aufwand erzielt.

Auch in Deutschland stehen flexible Verbraucher im Stromnetz vor diesem Problem. Die Technik ist grundsätzlich vorhanden. Wärmepumpen besitzen Speicher, Elektroautos verfügen über steuerbare Ladegeräte und industrielle Prozesse kennen ihre zeitlichen Spielräume. Trotzdem fehlen häufig standardisierte Schnittstellen, attraktive Tarife und verlässliche Geschäftsmodelle. Wer Flexibilität anbietet, muss wissen, wie sie vergütet wird. Wer sie automatisiert nutzt, muss darauf vertrauen können, dass Komfort, Datenschutz und Betriebssicherheit erhalten bleiben.

Stadtwerke und Netzbetreiber brauchen deshalb erprobte Regeln. Ein lokales Preissignal darf nicht zu unkontrollierten Masseneffekten führen. Reagieren Tausende Geräte gleichzeitig auf denselben zentralen Preis, kann eine neue Lastspitze entstehen. Thomas beschreibt dies als Regelkreis mit Verzögerungen. Je stärker die Reaktion und je länger die Verzögerung, desto größer wird das Risiko von Schwingungen. Lokale, schnelle Rückkopplungen können solche Effekte begrenzen, weil sie näher an der tatsächlichen Netzphysik arbeiten.

Damit wird Flexibilität auch zu einer Gestaltungsaufgabe. Verbraucher sollten Ziele vorgeben können: Das Auto ist morgens geladen, die Raumtemperatur bleibt im gewünschten Bereich, die Kühlkette wird nie unterbrochen. Innerhalb dieser Grenzen darf das Gerät automatisch optimieren. Transparente Abrechnung und eine einfache Möglichkeit zum Eingreifen schaffen Akzeptanz. Niemand möchte Energiemanager im eigenen Keller werden.

Der Nutzen sollte fair verteilt werden. Wenn flexible Haushalte oder Unternehmen einen Netzausbau vermeiden, Systemkosten senken oder Regelenergie bereitstellen, müssen sie an diesem Wert beteiligt werden. Genau hier knüpft Thomas an seine Überzeugung von Win-win-Situationen an: Der Kuchen wird größer, wenn das Gesamtsystem effizienter arbeitet. Die Aufgabe des Marktdesigns ist es, diesen zusätzlichen Wert sichtbar und für alle Beteiligten zugänglich zu machen.

Vom bestehenden System zum Energiesystem der Zukunft

Die Energiewende wird nicht allein durch mehr Technik gelingen. Sie braucht ein Marktdesign, das den physikalischen Zustand des Netzes möglichst unverfälscht abbildet. Sie braucht Geräte, die innerhalb klarer Komfortgrenzen automatisch reagieren. Und sie braucht regulatorische Anreize, die vermiedene Kosten ebenso belohnen wie neue Investitionen.

Flexible Verbraucher im Stromnetz verbinden diese Ebenen. Sie nutzen bestehende Anlagen, reagieren schnell und können lokal organisiert werden. Kühlschränke, Wärmepumpen oder Elektroautos wirken auf den ersten Blick unspektakulär. Gemeinsam besitzen sie jedoch eine Leistung, die mit großen Kraftwerken und Batteriespeichern konkurrieren kann.

„Also ich drücke dir die Daumen, dass du an vielen Stellen diesen Durchbruch auch in Deutschland noch schaffst.“ – Claus Hartmann

Für Stadtwerke liegt darin eine besondere Chance. Sie kennen die lokalen Netze, die kommunalen Liegenschaften, Gewerbebetriebe und Haushalte. Sie könnten Energiegemeinschaften organisieren, lokale Flexibilität bündeln und neue Tarife entwickeln. Voraussetzung ist, dass Regulierung, Messtechnik und Marktprozesse ausreichend Raum für solche Modelle schaffen.

Die Folge mit Thomas Walter zeigt, dass manche der wirkungsvollsten Lösungen nicht futuristisch aussehen müssen. Manchmal genügt ein Wassertank statt einer Batterie, ein leicht verschobener Kompressorstart oder ein Elektroauto, das für wenige Sekunden langsamer lädt. Aus vielen kleinen Entscheidungen entsteht ein stabiles, effizientes und resilientes Energiesystem.

Entscheidend ist deshalb, jetzt aus Pilotprojekten skalierbare Standards zu machen und vorhandene Flexibilität endlich als Teil der Infrastruktur zu behandeln.

Höre jetzt die vollständige Podcastfolge „Energie im Wandel“ und entdecke auf claushartmann.de weitere Impulse zur Transformation der Energiewirtschaft.