Lastmanagement in der Industrie: Lastspitzen senken, Kosten sparen

Was ist Lastmanagement? Definition und Abgrenzung

Lastmanagement ist die gezielte Steuerung und Verteilung elektrischer Leistung, um eine Überlastung des Netzanschlusses oder des Stromnetzes zu verhindern und Lastspitzen zu reduzieren. Es regelt, wann welche Verbraucher wie viel Strom beziehen dürfen, damit die verfügbare Anschlussleistung nicht überschritten wird.

Das Lastmanagement unterscheidet sich vom Demand-Side-Management (DSM) und vom Energiemanagement nach ISO 50001. Während DSM die Nachfrageseite im Stromnetz steuert und Netzbetreiber Verbraucher gezielt ab- oder zuschalten, um Netzüberlastungen zu vermeiden, fokussiert Lastmanagement auf die Verteilung der verfügbaren Leistung innerhalb eines Betriebs oder Gebäudes. Ein Energiemanagementsystem nach ISO 50001 erfasst und optimiert den Energieverbrauch systematisch, Lastmanagement ist ein Werkzeug darin.

Anwendungsbereiche sind E-Mobilität (Wallboxen und Ladesäulen), Produktionsanlagen, Gebäudetechnik (Wärmepumpen, Kälteanlagen, Druckluft) und die Kombination mit Batteriespeichern und Photovoltaikanlagen.

Wie funktioniert Lastmanagement? Statisch vs. dynamisch

Lastmanagement verteilt die verfügbare elektrische Leistung auf mehrere Verbraucher, damit die Netzanschlussleistung nicht überschritten wird. Es gibt zwei Grundprinzipien: statisches und dynamisches Lastmanagement.

Statisches Lastmanagement

Statisches Lastmanagement verteilt die verfügbare Gesamtleistung gleichmäßig und fest auf alle aktiven Verbraucher, unabhängig vom tatsächlichen Bedarf anderer Anlagen im Betrieb. Jede Wallbox oder Maschine erhält einen festen Anteil der Anschlussleistung. Wenn beispielsweise 60 kW verfügbar sind und drei Wallboxen laden, erhält jede 20 kW – auch wenn im Gebäude gerade keine anderen Verbraucher aktiv sind.

Der Vorteil: Das System ist einfach, kostengünstig und benötigt keine Echtzeitdaten. Der Nachteil: Die Verteilung ist nicht optimal, weil Reserven ungenutzt bleiben, wenn andere Verbraucher wenig Strom ziehen.

Dynamisches Lastmanagement

Dynamisches Lastmanagement passt die Leistungsverteilung in Echtzeit an den aktuellen Gesamtverbrauch an. Ein Energiezähler erfasst kontinuierlich, wie viel Strom alle Verbraucher im Betrieb beziehen. Die Steuereinheit berechnet, wie viel Leistung noch verfügbar ist, und verteilt diese auf die steuerbaren Verbraucher wie Wallboxen oder Produktionsanlagen.

Wenn beispielsweise eine Produktionsanlage gerade wenig Strom benötigt, können Wallboxen mehr Leistung erhalten. Steigt der Verbrauch in der Produktion, reduziert das System die Ladeleistung automatisch. So nutzen Sie die Netzanschlussleistung optimal aus.

Technische Umsetzung

Ein Lastmanagementsystem besteht aus drei Komponenten: Energiezähler, Steuereinheit und Kommunikation. Der Energiezähler misst den aktuellen Stromverbrauch am Netzanschluss oder an einzelnen Verbrauchern. Die Steuereinheit berechnet die verfügbare Restleistung und verteilt sie auf die steuerbaren Verbraucher. Die Kommunikation erfolgt über Modbus, OCPP (Open Charge Point Protocol) oder andere Protokolle.

Bei Wallboxen koppelt das System alle Ladestationen untereinander und stimmt die Ladevorgänge ab, indem es die Ladeleistung verringert oder einzelne Ladepunkte priorisiert. In der Produktion können Anlagen mit niedriger Priorität gedrosselt oder zeitlich verschoben werden, wenn Lastspitzen drohen.

Lastmanagement in der Industrie: Mehr als nur Wallboxen

In der Industrie geht Lastmanagement weit über die Steuerung von Wallboxen hinaus. Es optimiert den Betrieb von Produktionsanlagen, senkt Netzentgelte und vermeidet Investitionen in die Netzinfrastruktur.

Peak Shaving: Lastspitzen kappen

Peak Shaving bezeichnet das gezielte Kappen oder Vermeiden von Lastspitzen. Wenn mehrere Produktionsanlagen gleichzeitig starten oder hohe Leistung abrufen, entsteht eine Lastspitze. Diese Spitze erhöht die Netzentgelte, weil Netzbetreiber die Kosten nach der maximalen Leistung (Leistungspreis) berechnen.

Ein Lastmanagementsystem erkennt drohende Lastspitzen und drosselt Verbraucher mit niedriger Priorität oder verschiebt deren Betrieb zeitlich. Beispiele: Druckluftkompressoren, Kälteanlagen, Wärmepumpen oder Ladestationen für Elektrofahrzeuge. So bleibt die maximale Leistung unter einer definierten Grenze, und die Netzentgelte sinken.

Netzentgelte senken nach §19 StromNEV

Nach §19 Absatz 2 der Stromnetzentgeltverordnung (StromNEV) können Betriebe mit atypischer Netznutzung individuelle Netzentgelte beantragen. Atypische Netznutzung bedeutet, dass der Betrieb in Schwachlastzeiten (nachts, am Wochenende) besonders viel Strom bezieht und in Hochlastzeiten wenig.

Ein Lastmanagementsystem kann Verbraucher gezielt in Schwachlastzeiten verlagern und so die Voraussetzungen für reduzierte Netzentgelte schaffen. Die Einsparung hängt von der Anschlussleistung und dem Lastprofil ab.

Zusätzlich regelt §14a des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) steuerbare Verbrauchseinrichtungen. Netzbetreiber dürfen Wallboxen, Wärmepumpen und Batteriespeicher bei Netzengpässen dimmen, gewähren dafür aber reduzierte Netzentgelte. Ein Lastmanagementsystem stellt sicher, dass die Verbraucher trotz Steuerung optimal genutzt werden.

Welche Anlagen lassen sich einbinden?

Neben Wallboxen und Ladesäulen lassen sich folgende Anlagen in ein Lastmanagement einbinden:

• Produktionsanlagen: Maschinen mit flexiblen Betriebszeiten oder Teillastfähigkeit
• Druckluftanlagen: Kompressoren können in Schwachlastzeiten Druckluftspeicher füllen
• Kälteanlagen: Kältespeicher ermöglichen zeitliche Verschiebung der Kälteerzeugung
• Wärmepumpen: Heizen oder Kühlen in Zeiten niedriger Netzlast
• Batteriespeicher: Puffern Lastspitzen oder speichern PV-Überschüsse
• Photovoltaikanlagen: Verbraucher nutzen bevorzugt Solarstrom, Überschüsse laden Batterien oder Fahrzeuge

Die Kombination mehrerer Anlagen erhöht die Flexibilität und das Einsparpotenzial.

Rechenbeispiel: Ein mittelständischer Metallverarbeiter mit 250 kW Netzanschlussleistung betreibt zehn Wallboxen, zwei Druckluftkompressoren und eine Kälteanlage. Ohne Lastmanagement würden alle Verbraucher gleichzeitig bis zu 320 kW abrufen – eine Netzanschluss-Erweiterung kann je nach Standort und erforderlicher Leistung mehrere zehntausend Euro kosten. Mit dynamischem Lastmanagement priorisiert das System die Produktion, drosselt die Wallboxen bei Bedarf und verschiebt die Drucklufterzeugung in Pausenzeiten. Die Investition in das Lastmanagementsystem kann sich je nach Einzelfall innerhalb weniger Jahre amortisieren.

Lastmanagement für Ladeinfrastruktur im Betrieb

Wenn Betriebe mehrere Wallboxen oder Ladesäulen installieren, ist Lastmanagement oft unverzichtbar.

Schutz vor Überlastung

Ohne Lastmanagement können mehrere gleichzeitig ladende Elektrofahrzeuge den Netzanschluss überlasten. Eine Wallbox mit 11 kW Ladeleistung zieht typischerweise etwa 16 A pro Phase. Drei Wallboxen ziehen zusammen 48 A – bei einem Hausanschluss mit 63 A bleibt wenig Reserve für andere Verbraucher. Lädt ein viertes Fahrzeug oder startet eine Maschine, löst die Sicherung aus.

Ein Lastmanagementsystem begrenzt die Gesamtleistung aller Wallboxen auf einen sicheren Wert und verteilt die verfügbare Leistung auf die aktiven Ladepunkte.

Kosten für Netzanschluss-Erweiterung vermeiden

Eine Erweiterung des Netzanschlusses kann je nach Standort und erforderlicher Leistung mehrere zehntausend Euro kosten. Lastmanagement vermeidet diese Investition, indem es die vorhandene Anschlussleistung optimal nutzt.

Statisch oder dynamisch: Entscheidungskriterien

Die Wahl zwischen statischem und dynamischem Lastmanagement hängt von mehreren Faktoren ab:

Dynamisches Lastmanagement rechnet sich, wenn der Betrieb viele Verbraucher hat, die Netzanschlussleistung knapp ist oder Netzentgelte optimiert werden sollen.

Gleichzeitigkeitsfaktor: Bei der Dimensionierung von Ladeinfrastruktur wird oft ein Gleichzeitigkeitsfaktor angenommen – nicht alle Fahrzeuge laden gleichzeitig mit voller Leistung. Lastmanagement stellt sicher, dass dieser Faktor eingehalten wird, auch wenn mehr Fahrzeuge als geplant gleichzeitig laden.

Kosten und Wirtschaftlichkeit: Was kostet Lastmanagement?

Die Wirtschaftlichkeit von Lastmanagement hängt von den Investitionskosten und den Einsparpotenzialn ab.

Investitionskosten

Die Investitionskosten umfassen Hardware (Steuereinheit, Energiezähler, Kommunikationsmodule), Installation und Integration in bestehende Systeme. Statisches Lastmanagement ist oft in modernen Wallboxen integriert und verursacht kaum Zusatzkosten. Dynamisches Lastmanagement erfordert zusätzliche Energiezähler und eine zentrale Steuereinheit.

Die Kosten hängen von der Anzahl der Ladepunkte, der Komplexität der Anlage und der Integration in Gebäudetechnik oder Energiemanagementsysteme ab. Eine genaue Kalkulation erfordert eine individuelle Planung durch Elektrofachbetriebe oder Fachplaner.

Einsparpotenziale

Lastmanagement bietet mehrere Einsparpotenziale:

Die konkreten Einsparpotenziale hängen stark von der Betriebsgröße, dem Lastprofil und den lokalen Netzentgelten ab. Lassen Sie sich von Ihrem Netzbetreiber oder Energieberatern individuell beraten.

Wann rechnet sich Lastmanagement?

Lastmanagement rechnet sich, wenn die vermiedenen Kosten (Netzanschluss-Erweiterung, Netzentgelte) die Investitionskosten innerhalb weniger Jahre übersteigen. Bei Betrieben mit knapper Netzanschlussleistung, vielen Wallboxen oder hohen Lastspitzen kann die Amortisationszeit je nach Einzelfall zwischen einem und fünf Jahren liegen.

Prüfen Sie, ob aktuelle Förderprogramme von KfW, BAFA oder Ländern für Ladeinfrastruktur und Energieeffizienzmaßnahmen verfügbar sind. Lassen Sie sich von Energieberatern oder den Förderstellen zu aktuellen Programmen beraten.

Lastmanagement planen und umsetzen: Checkliste für Betriebe

Eine systematische Planung sichert den Erfolg. Folgende Schritte helfen Ihnen:

Binden Sie frühzeitig Fachplaner und Elektrofachbetriebe ein. Sie kennen die Technischen Anschlussbedingungen (TAB) des Netzbetreibers und relevante VDE-Normen.

Rechtliche Rahmenbedingungen und Normen

Mehrere Gesetze und Normen regeln Lastmanagement und steuerbare Verbrauchseinrichtungen.

§14a EnWG: Dieser Paragraf des Energiewirtschaftsgesetzes regelt steuerbare Verbrauchseinrichtungen wie Wallboxen, Wärmepumpen und Batteriespeicher. Netzbetreiber dürfen diese Anlagen bei Netzengpässen dimmen, gewähren dafür aber reduzierte Netzentgelte. Betreiber müssen die Anlagen beim Netzbetreiber anmelden.

§19 StromNEV: Dieser Paragraf der Stromnetzentgeltverordnung ermöglicht individuelle Netzentgelte für Betriebe mit atypischer Netznutzung. Voraussetzung ist, dass der Betrieb in Schwachlastzeiten besonders viel Strom bezieht und in Hochlastzeiten wenig. Der Antrag ist beim Netzbetreiber zu stellen.

Technische Anschlussbedingungen (TAB): Jeder Netzbetreiber veröffentlicht TAB, die technische Anforderungen an Netzanschlüsse und Anlagen regeln. Sie enthalten Vorgaben zu Schutzeinrichtungen, Zählern und Kommunikation.

VDE-Normen: Relevante Normen sind unter anderem VDE-AR-N 4100 (Technische Regeln für den Anschluss von Kundenanlagen an das Niederspannungsnetz) und VDE 0100 (Errichten von Niederspannungsanlagen). Sie regeln die sichere Installation und den Betrieb elektrischer Anlagen.

Hinweis: Dieser Artikel bietet keine Rechtsberatung. Bei konkreten Fragen zu Netzanschlüssen, Netzentgelten oder Förderprogrammen konsultieren Sie Fachanwälte für Energierecht, Ihren Netzbetreiber oder die Bundesnetzagentur.

Häufige Fragen zu Lastmanagement (FAQ)

Siehe FAQ-Bereich unten.