Solarstrom für die Industrie: Fraunhofer IOSB-AST bewertet Wirtschaftlichkeit für Stahlwerk Thüringen GmbH
Das Fraunhofer IOSB-AST hat für die
Stahlwerk Thüringen GmbH (SWT) die Wirtschaftlichkeit eines langfristigen
Strombezugs aus einem Solarpark analysiert. Im Fokus stand die Frage, ab
welchem Grenzpreis sich der langfristige Bezug von PV-Strom über ein Pay-
as-produced Power Purchase Agreement (PPA) für das energieintensive
Unternehmen wirtschaftlich rechnet. Die Analyse liefert dem Stahlwerk eine
fundierte Grundlage für die weiteren Verhandlungen und macht deutlich,
welchen Beitrag erneuerbare Energien an einer kostengünstigen
Energieversorgung von Industrieunternehmen leisten können.
Langfristige Preisstabilität als Wettbewerbsfaktor
Für energieintensive Industrien wie die Stahlproduktion sind
Energiebezugskosten ein entscheidender Wettbewerbsfaktor. Volatile
Spotmarktpreise, geopolitische Unsicherheiten und regulatorische
Veränderungen erschweren die langfristige Kostenplanung erheblich. Power
Purchase Agreements (PPA) – langfristige Stromlieferverträge direkt mit
Erzeugern erneuerbarer Energien – bieten hier einen vielversprechenden
Ansatz: Sie ermöglichen planbare Bezugskosten über Laufzeiten von 15
Jahren oder mehr und entkoppeln Industrieunternehmen teilweise von
kurzfristigen Marktpreisschwankungen.
Besondere Herausforderungen im Industrieumfeld
Die Bewertung eines PPA für ein Stahlwerk stellt besondere Anforderungen
an die Analyse. Der Lastgang des Stahlwerk Thüringen ist hochvolatil und
kann im Minutenbereich um bis zu 60 MW schwanken. Innerhalb eines
15-minütigen Abrechnungsintervalls kann es daher sowohl zu Strombezug als
auch zu Rückspeisung kommen. Gleichzeitig ist die Marktentwicklung über
eine langjährige Vertragslaufzeit mit erheblichen Unsicherheiten behaftet.
„Die Kombination aus hochvolatilen Lastgängen eines Elektrostahlwerks und
der Langfristigkeit eines PPA erfordert eine Analysemethodik, die sowohl
zeitlich hochaufgelöst als auch Szenarien basiert arbeitet. Nur so lässt
sich ein belastbarer Grenzpreis ermitteln", sagt Steffi Naumann,
Gruppenleiterin am Fraunhofer IOSB-AST.
Innovative Simulationsmethodik für minutengenaue PV-Erzeugung
Eine methodische Herausforderung bestand darin, die PV-Erzeugung in
minütlicher Auflösung zu simulieren. Nur so lässt sich die Wechselwirkung
mit dem volatilen Lastgang des Stahlwerks realistisch abbilden. Da
Globalstrahlungsdaten in der Regel nur in 10-minütiger Auflösung
vorliegen, entwickelte das Fraunhofer IOSB-AST ein neuartiges Verfahren:
Auf Basis eines entfernten Strahlungsobservatoriums wird die minütliche
Stochastik hinter den 10-Minuten-Messwerten ermittelt und auf die lokalen
Witterungsbedingungen übertragen. So entsteht eine realitätsnahe
Interpolation und belastbare Simulation der tatsächlichen
Einspeisecharakteristik.
Szenarienbasierte Bewertung und robuste Empfehlung
In enger Zusammenarbeit mit dem Stahlwerk Thüringen hat das Fraunhofer
IOSB-AST verschiedene Zukunftsszenarien entwickelt und in einer
umfassenden Sensitivitätsanalyse untersucht. Diese wurden in einem
interaktiven Dashboard für alle Szenarien und Sensitivitäten aufbereitet.
Im Fokus stand dabei der Grenzkostenpreis, ab dem sich das PPA für das
Stahlwerk wirtschaftlich lohnt. Über eine gemeinsam erarbeitete
Bewertungsmatrix wurden die Eintrittswahrscheinlichkeiten der
verschiedenen Szenarien gewichtet, um einen finalen und robusten
Grenzpreis zu bestimmen. Die Analyse ergab je nach Szenario
Grenzkostenpreise zwischen 20 und 70 €/MWh. Durch die Gewichtung der
Szenarien konnte schließlich ein finaler Grenzkostenpreis für das
Stahlwerk Thüringen ermittelt werden.
„Die Analyse bietet eine fundierte Entscheidungsgrundlage für die
zukünftige
Energiebeschaffung am Standort. PPAs bieten zwar Planungssicherheit,
zeigen aber gleichzeitig auch ein Risiko aufgrund der sehr
unvorhersehbaren Entwicklung der Energiepreise über die lange Laufzeit.
Durch die wissenschaftliche Betrachtungsweise konnten solide Ergebnisse
für die zukünftige Entwicklung am extrem volatilen Energiemarkt gefunden
werden“, so Frank Wagner, Leiter Produktion im Stahlwerk Thüringen.
Risikomanagement und Batteriespeicher
Als größtes wirtschaftliches Risiko für das Stahlwerk identifizierte die
Analyse negative Strompreise. Eine vertragliche Klausel zur Abschaltung
und Nicht-Vergütung des PV-Stroms in Zeiten negativer Preise würde dem
Stahlwerk Thüringen erhebliches Risiko nehmen. Darüber hinaus wurde die
Wirtschaftlichkeit eines Batteriespeichers untersucht. Das Ergebnis: Unter
der Annahme einer mindestens gleichbleibenden Volatilität am Spotmarkt
lohnt sich ein Batteriespeicher – allerdings nicht primär durch
Eigenverbrauchserhöhung des PV-Stroms, sondern auch durch
Arbitragegeschäfte am Spotmarkt. Ein Speicher wäre damit auch unabhängig
vom PPA wirtschaftlich sinnvoll.
Lösungen rund um Wirtschaftlichkeitsbetrachtung
das Fraunhofer IOSB-AST auch auf der Leitmesse „The smarter E 2026“ vom
23.06. – 25.06.2026 auf dem Thüringer Gemeinschaftsstand der LEG Thüringen
in Halle B2, Stand 260 auf der Messe München.
Kontakt: Fraunhofer IOSB-AST: Presse und Kommunikation, Martin Käßler,
Telefon: +49 3677 461-128, E-Mail:
Über das Stahlwerk Thüringen GmbH
Die Stahlwerk Thüringen GmbH produziert Profilstahl diverser Stahlsorten
nach
europäischen und internationalen Normen (HE-, IPE, UPE-, UPN-Profile sowie
Stahl-schwellen). Aus Stahlschrott werden über die Elektrolichtbogenroute
endabmessungsnahe Halbzeuge vergossen und anschließend in einem
angeschlossenen Warmwalzwerk zu Profilen ausgewalzt. Die Produkte werden
weltweit verkauft. Das Stahlwerk Thüringen hat sich zum Ziel gesetzt, bis
2040 klimaneutral Stahl herzustellen und setzt daher auf ein umfangreiches
Portfolio an innovativen Maßnahmen, um erneuerbare Energien in seinen
Prozessen möglichst effizient einsetzen zu können. Mehr Informationen zum
Unternehmen und seinen Produkten finden Sie unter https://www.stahlwerk-
thueringen.de/
Über das Fraunhofer IOSB-AST
Das Fraunhofer IOSB-AST ist Teil der Fraunhofer-Gesellschaft, der weltweit
führenden Organisation für angewandte Forschung. Mit dem Fokus Angewandte
Systemtechnik (AST) werden Lösungen entwickelt, die kritische cyber-
physische Infrastrukturen effizient, resilient und nachhaltig machen.
Forschungsschwerpunkte sind Kognitive Energiesysteme und
Energiemanagement, Eingebettete Intelligente Systeme und
Unterwasserrobotik.
Das Institut arbeitet anwendungsnah in den Ingenieurwissenschaften –
insbesondere Elektrotechnik, Informations- und Kommunikationstechnologie
sowie technischer Kybernetik – und überführt seine Ergebnisse in
marktreife Systemlösungen für Wirtschaft und öffentliche Hand.
