Das Fraunhofer IOSB-AST hat eine umfassende Untersuchung zur Wirtschaftlichkeit des langfristigen Bezugs von Solarstrom für die Stahlwerk Thüringen GmbH (SWT) durchgeführt. Diese Analyse zielt darauf ab, herauszufinden, ab welchem Preis sich der Bezug von Photovoltaik-Strom über ein sogenanntes Power Purchase Agreement (PPA) für das energieintensive Unternehmen rentiert. Die Ergebnisse bieten dem Stahlwerk wertvolle Entscheidungsgrundlagen für bevorstehende Verhandlungen und verdeutlichen die Rolle erneuerbarer Energien bei der kosteneffizienten Energieversorgung in der Industrie.
In der Stahlproduktion sind die Energiekosten ein wesentlicher Wettbewerbsfaktor. Preisvolatilität auf dem Spotmarkt, geopolitische Unsicherheiten und Veränderungen in der Regulierung erschweren die langfristige Planung der Kosten für Unternehmen erheblich. Power Purchase Agreements, die langfristige Verträge mit Erzeugern erneuerbarer Energien darstellen, bieten eine vielversprechende Lösung. Sie ermöglichen eine bessere Planbarkeit der Kosten über Zeiträume von 15 Jahren oder mehr und reduzieren die Abhängigkeit von kurzfristigen Preisschwankungen auf dem Markt.
Die Analyse eines PPAs für ein Stahlwerk bringt jedoch besondere Herausforderungen mit sich. Das Lastprofil der Stahlwerk Thüringen GmbH zeigt hohe Volatilität, mit Schwankungen von bis zu 60 MW innerhalb von Minuten. Innerhalb eines 15-minütigen Abrechnungsintervalls kann es sowohl zu Strombezug als auch zu Stromrückspeisung kommen. Zudem ist die Marktentwicklung während der langen Vertragslaufzeit mit erheblichen Unsicherheiten verbunden. Steffi Naumann, Gruppenleiterin am Fraunhofer IOSB-AST, betont, dass die Kombination aus hochvolatilen Lastgängen und der Langfristigkeit eines PPAs eine detaillierte Analysemethodik erfordert, die sowohl zeitlich hochaufgelöst als auch szenariobasiert arbeitet, um einen belastbaren Grenzpreis zu ermitteln.
Eine der methodischen Herausforderungen bestand darin, die PV-Erzeugung in einer minutengenauen Auflösung zu simulieren. Dies war notwendig, um die Interaktion mit dem volatilen Lastgang des Stahlwerks realistisch darzustellen. Da die verfügbaren Globalstrahlungsdaten meist nur in 10-minütiger Auflösung vorliegen, entwickelte das Fraunhofer IOSB-AST ein neues Verfahren, das auf den Daten eines entfernten Strahlungsobservatoriums basiert. Dadurch kann die minutengenaue Stochastik der 10-Minuten-Messwerte ermittelt und an die lokalen Wetterbedingungen angepasst werden. Diese innovative Methode ermöglicht eine präzise Interpolation und belastbare Simulation der Einspeisecharakteristik.
Im Rahmen der Analyse wurden mehrere Zukunftsszenarien in enger Zusammenarbeit mit der Stahlwerk Thüringen GmbH entwickelt und umfassend untersucht. Diese Szenarien wurden in einem interaktiven Dashboard aufbereitet, um die verschiedenen Sensitivitäten und Grenzkostenpreise zu visualisieren. Die Analyse ergab, dass sich das PPA für das Stahlwerk abhängig vom Szenario bei Grenzkostenpreisen zwischen 20 und 70 €/MWh wirtschaftlich lohnt. Durch die Gewichtung der Eintrittswahrscheinlichkeiten verschiedener Szenarien konnte ein finaler Grenzkostenpreis ermittelt werden.
Frank Wagner, der Produktionsleiter des Stahlwerks, hebt hervor, dass die Analyse eine fundierte Entscheidungsgrundlage für die zukünftige Energieversorgung des Standorts bietet. Während PPAs Planungssicherheit bieten, sind sie zugleich mit Risiken verbunden, da die Entwicklung der Energiepreise über lange Zeiträume schwer vorhersehbar ist.
Ein zentrales Risiko, das in der Analyse identifiziert wurde, sind negative Strompreise. Eine vertragliche Regelung zur Abschaltung und Nicht-Vergütung des PV-Stroms in Zeiten negativer Preise könnte dem Stahlwerk erhebliche Risiken abnehmen. Außerdem wurde die Wirtschaftlichkeit eines Batteriespeichers untersucht. Die Ergebnisse zeigen, dass sich ein Batteriespeicher bei gleichbleibender Volatilität am Spotmarkt lohnt, nicht nur durch die Erhöhung des Eigenverbrauchs des PV-Stroms, sondern auch durch Arbitragegeschäfte am Spotmarkt.
Das Fraunhofer IOSB-AST präsentiert Lösungen zur Wirtschaftlichkeitsbetrachtung im Energiemarkt auch auf der Leitmesse „The smarter E 2026“ in München. Die Stahlwerk Thüringen GmbH hat das Ziel, bis 2040 klimaneutral zu produzieren und setzt auf innovative Maßnahmen zur effizienten Nutzung erneuerbarer Energien in ihren Prozessen. Informationen über das Unternehmen und seine Produkte sind auf der Website des Stahlwerks verfügbar.
