Im letzten Beitrag wurde erklärt, warum das Stromnetz unter Druck steht: mehr dezentrale Einspeisung, mehr leistungsintensive Verbraucher, wachsende Gleichzeitigkeit. Heute geht es einen Schritt weiter. Was genau ist eine Lastspitze, was passiert im Netz, wenn sie auftritt, und was kann dagegen getan werden?
Wie eine Lastspitze entsteht
Strom wird im Netz im selben Moment verbraucht, in dem er erzeugt wird. Es gibt keinen Puffer zwischen Produktion und Verbrauch, zumindest nicht in nennenswertem Umfang. Das Netz muss deshalb jederzeit das Gleichgewicht zwischen Einspeisung und Bezug halten.
Eine Lastspitze entsteht, wenn der Bezug kurzfristig stark ansteigt. Das kann durch einen einzelnen grossen Verbraucher passieren oder, häufiger und relevanter für das Verteilnetz, durch viele mittlere Verbraucher gleichzeitig. Der Schlüssel ist das Wort „gleichzeitig". Eine Wärmepumpe, die morgens um 6 Uhr anläuft, und eine, die abends um 19 Uhr anläuft, belasten das Netz nacheinander. Laufen beide zur gleichen Zeit, verdoppelt sich die Last in diesem Moment.
Im Messsystem wird die Lastspitze in der Regel als Viertelstundenmittelwert erfasst. Das bedeutet: Es wird der durchschnittliche Leistungsbezug über jeweils 15 Minuten berechnet. Der höchste dieser Viertelstundenwerte im Monat ist die Lastspitze, die für die Tarifabrechnung relevant wird. Kurze Spitzen, die nur wenige Sekunden dauern, wie das Anlaufen eines grossen Motors, fallen in dieser Betrachtung weniger ins Gewicht als ein anhaltend hoher Bezug über eine Viertelstunde.
Was im Netz passiert
| Gut zu wissen: Beim neuen Leistungstarif der EBL ab 1. Januar 2027 zählt für die Berechnung der Leistungsspitze ausschliesslich der Strombezug aus dem Netz. Einspeisungen, etwa aus Solaranlagen, werden nicht berücksichtigt. |
Steigt die Last – sei es durch Strombezug aus dem Netz (beispielsweise vom Energieversorgungsunternehmen zum Kunden) oder durch Einspeisung ins Netz (beispielsweise von der Photovoltaikanlage des Kunden) –, nimmt die Stromstärke in den Leitungen zu. Leitungen haben einen physikalischen Widerstand, und nach den Gesetzen der Elektrotechnik entsteht dabei Wärme. Je mehr Strom fliesst, desto mehr Wärme wird erzeugt. Überschreitet die Wärme einen bestimmten Wert, dehnt sich die Leitung aus. Freileitungen hängen dann tiefer durch, was ein Sicherheitsproblem darstellt. Kabelisolierungen können beschädigt werden.
Transformatoren reagieren ähnlich. Sie sind für eine bestimmte maximale Leistung ausgelegt. Wird diese dauerhaft überschritten, verkürzt sich die Lebensdauer des Geräts. Im schlimmsten Fall kann ein überlasteter Transformator ausfallen. Der Ausfall eines Transformators bedeutet für die betroffenen Kunden einen Stromausfall, der erst behoben werden kann, wenn Ersatz bereitsteht oder das Gerät repariert ist.
Die Schutzeinrichtungen im Netz reagieren auf Überlastungen. Sicherungen und Schutzrelais schalten ab, wenn Grenzwerte überschritten werden. Das ist eine bewusste Schutzfunktion. Aber für den betroffenen Kunden bedeutet es einen Unterbruch.
Auf der Ebene des gesamten Verteilnetzes gibt es noch einen weiteren Effekt: Spannungsabfälle. Wenn viel Strom durch eine Leitung fliesst, sinkt die Spannung am Ende der Leitung. Das Netz ist so ausgelegt, dass die Spannung innerhalb bestimmter Toleranzbereiche bleibt. Weicht sie zu stark ab, können Geräte falsch funktionieren oder beschädigt werden. Wärmepumpen, Ladestationen und moderne Geräte mit Elektronik reagieren empfindlich auf Spannungsschwankungen.
Gleichzeitigkeit als Schlüsselgrösse
Der Begriff „Gleichzeitigkeitsfaktor" beschreibt, welcher Anteil aller angeschlossenen Verbraucher zu einem bestimmten Zeitpunkt tatsächlich aktiv ist. Früher war dieser Wert gut vorhersehbar. Haushaltsgeräte wurden unkoordiniert genutzt, und durch die grosse Zahl der Haushalte im Netzgebiet glichen sich die Schwankungen statistisch aus. Das nennt man in der Fachwelt Diversität der Last.
Diese Diversität nimmt ab. Elektroautos werden häufig abends nach der Rückkehr von der Arbeit eingesteckt. Das führt dazu, dass viele Ladestationen im selben Netzgebiet zur gleichen Zeit anlaufen. Wärmepumpen reagieren auf die Aussentemperatur, die für alle Haushalte in einer Region gleichzeitig tief ist. Wenn es kalt ist, laufen alle Wärmepumpen stärker, gleichzeitig.
Früher haben Netzbetreiber gelegentlich steuerbare Rundsteuersignale eingesetzt, um grosse Verbraucher wie Boiler zeitlich zu entzerren. Das System funktionierte für eine überschaubare Zahl von Geräten. Bei der Vielzahl und Diversität der heutigen Verbraucher stösst dieses Modell an seine Grenzen.
Wie Lastspitzen gemessen werden
Der Smart Meter ist die technische Voraussetzung dafür, Lastspitzen auf Haushaltsebene sichtbar zu machen. Das Gerät zeichnet den Leistungsbezug in kurzen Intervallen auf, typischerweise alle 15 Minuten. Aus diesen Werten lässt sich der Lastgang eines Haushalts ermitteln: eine Kurve, die zeigt, wie der Strombezug über den Tag verläuft.
Ohne Smart Meter war das nicht möglich. Der konventionelle Zähler misst nur die kumulierte Energie, also wie viele Kilowattstunden insgesamt verbraucht wurden, aber nicht, wann. Mit dem Smart Meter wird erstmals sichtbar, wie das Verbrauchsprofil aussieht. Das ist die Grundlage für leistungsbasierte Tarife.
Wie Lastspitzen beeinflusst werden können
Es gibt grundsätzlich zwei Ansätze, um Lastspitzen zu reduzieren: Lastverschiebung und Lastbegrenzung.
Lastverschiebung bedeutet, einen Verbrauch zeitlich zu verschieben. Das Elektroauto wird statt um 18 Uhr um 22 Uhr geladen, wenn weniger andere Verbraucher aktiv sind. Der Boiler wird auf eine Nachtabsenkung eingestellt und läuft dann in einem Zeitfenster mit geringerer Netzlast. Die Waschmaschine startet per Zeitvorwahl nicht sofort nach dem Einschalten, sondern zu einem späteren Zeitpunkt. Diese Massnahmen sind heute mit einfachen Mitteln umsetzbar, oft durch bereits vorhandene Zeitschaltfunktionen in Geräten oder Ladestationen.
Lastbegrenzung bedeutet, die maximale Leistung eines Verbrauchers technisch zu begrenzen. Eine Ladestation für ein Elektroauto kann auf 5 kW statt 11 kW eingestellt werden. Die Ladezeit verlängert sich, aber die Spitze sinkt erheblich. Moderne Ladestationen erlauben diese Einstellung direkt am Gerät oder per App.
Energiemanagementsysteme kombinieren beide Ansätze. Sie überwachen den aktuellen Leistungsbezug im Haushalt und regeln automatisch, welche Geräte wann mit welcher Leistung laufen. Das erfordert kompatible Geräte und eine gewisse Investition, bietet aber die grösste Wirkung.
Was das für die Tarifgestaltung bedeutet
Ein leistungsbasierter Tarif setzt hier an. Er macht die Lastspitze sichtbar und bepreist sie. Das schafft einen finanziellen Anreiz, den Bezug zeitlich zu entzerren oder zu begrenzen. Wer seine Lastspitze reduziert, zahlt weniger. Wer sie unverändert lässt, zahlt entsprechend mehr.
Das ist ein anderer Ansatz als ein reiner Energietarif, der nur die verbrauchten Kilowattstunden abrechnet. Beim reinen Energietarif ist es für Kundinnen und Kunden irrelevant, ob sie 10 kWh in einer Stunde oder über zehn Stunden verteilt beziehen. Für das Netz macht dieser Unterschied aber einen erheblichen Unterschied. Der Leistungstarif spiegelt diese Netzrealität in der Rechnung wider.
Der nächste Beitrag widmet sich dem neuen Tarifmodell selbst: wie es aufgebaut ist, was sich ändert und was das konkret für verschiedene Haushaltstypen bedeutet.
Dieser Artikel ist Teil unserer Serie «Energie einfach erklärt».