Schweizer Gewerbebetriebe zahlen oft unnötig hohe Leistungspreiskosten, weil sie ihre Lastspitzen nicht im Griff haben. Ein einziger Peak-Verbrauch von wenigen Minuten kann die Stromrechnung für ein ganzes Jahr erheblich belasten. Batteriespeicher bieten hier eine elegante Lösung, aber nur bei korrekter Auslegung und sorgfältiger Wirtschaftlichkeitsbetrachtung.
Was ist Lastspitzenkappung und warum ist sie so wichtig?
Lastspitzenkappung bezeichnet das gezielte Reduzieren von Verbrauchsspitzen durch den Einsatz von Batteriespeichern. In der Schweiz setzen sich die Netzkosten für Gewerbe- und Industriekunden mit registrierter Lastgangmessung (RLM) typischerweise aus zwei Komponenten zusammen: einerseits einem Arbeitspreis auf die bezogene Energie in Rp./kWh, andererseits einem Leistungspreis auf die maximale Bezugsleistung in CHF/kW pro Monat. Diese beiden Komponenten sind strikt zu trennen.
Die Leistungsmessung erfolgt in 15-Minuten-Intervallen. Massgebend für die Abrechnung ist dabei nicht der physische Momentanwert, sondern der über diese 15 Minuten gemittelte Leistungsbezug am Netzanschlusspunkt. Eine kurze Überschreitung von wenigen Sekunden innerhalb eines Viertelstundenintervalls erhöht die abgerechnete Spitze nur geringfügig, solange der Batteriespeicher innerhalb desselben Intervalls ausreichend entlädt, um den Mittelwert unter dem Zielwert zu halten.
Ein praktisches Beispiel: Ein Metallverarbeitungsbetrieb hat einen Grundlastbezug von rund 50 kW. Beim gleichzeitigen Anlaufen mehrerer Maschinen entstehen Spitzen von 120 kW. Diese kurzen Peaks bestimmen das ganze Jahr über die Leistungspreiskosten, ein kostspieliger Effekt, der sich mit einem richtig dimensionierten Batteriespeicher vermeiden lässt.
Leistungspreise in der Schweiz: Was gilt es zu wissen?
Der Leistungspreis variiert je nach Netzbetreiber, Netzebene und Jahresbenutzungsdauer erheblich. Für Betriebe an der Niederspannung mit Leistungsmessung bewegen sich die Leistungspreise je nach Kanton und Netzbetreiber typischerweise zwischen CHF 3 und CHF 15 pro kW und Monat. An der Mittelspannung können die Leistungspreise deutlich höher liegen, wobei die Jahresbenutzungsdauer (Schwelle oft 2500 Stunden) eine entscheidende Rolle spielt. Je höher der Leistungspreis, desto grösser ist der finanzielle Hebel pro gekapptem Kilowatt.
Der erste Schritt jeder Planung ist daher der Blick auf das aktuelle Preisblatt des zuständigen Netzbetreibers sowie die eigene Stromrechnung, um die tatsächlich bezahlten Leistungskosten zu ermitteln.
Warum eine Simulation unerlässlich ist
Die Dimensionierung eines Batteriespeichers für die Lastspitzenkappung lässt sich nicht zuverlässig mit einer einfachen Formel berechnen. Eine grobe Abschätzung ist als erster Anhaltspunkt möglich: Die benötigte Mindestkapazität ergibt sich aus der zu kappenden Leistung multipliziert mit der durchschnittlichen Dauer der Lastspitze. Sollen zum Beispiel 30 kW für durchschnittlich 20 Minuten gepuffert werden, ergibt das eine Mindestkapazität von 10 kWh (30 kW × 20 min / 60 = 10 kWh). In der Praxis empfiehlt sich ein Puffer von 20 bis 30 Prozent.
Diese Faustformel hat jedoch eine wichtige Einschränkung: Sie berücksichtigt nicht die zeitliche Abfolge der Lastspitzen im Jahresverlauf. Wenn mehrere Spitzen kurz hintereinander auftreten, reicht die Batterie möglicherweise nicht aus, weil die Nachladefenster zu kurz sind. Ausserdem steigt der Speicherbedarf mit zunehmendem Kappungsniveau überproportional an: Die ersten Kilowatt sind in der Regel einfach zu kappen, weil nur die höchsten Spitzen betroffen sind und grosse Nachladefenster zur Verfügung stehen. Je weiter das Zielniveau abgesenkt wird, desto mehr Spitzen werden relevant und desto knapper werden die Ladefenster. Das bedeutet konkret: Mit jeder weiteren Kilowattstunde Speicher sinkt die zusätzlich erzielte Einsparung, während die Investitionskosten proportional weitersteigen.
Eine belastbare Auslegung erfordert deshalb eine Simulation auf Basis der tatsächlichen Lastgangdaten im Viertelstundenraster, idealerweise über mehrere Jahreszyklen. Diese Simulation zeigt, welches Kappungsniveau mit welcher Batterieleistung und welcher Kapazität zuverlässig erreicht werden kann, und ermöglicht es, den wirtschaftlichen Sweet-Spot zu finden.
Wirtschaftlichkeit: Eine korrekte Beispielrechnung
Die Wirtschaftlichkeit hängt stark vom konkreten Leistungspreis und vom Lastprofil ab. Das folgende Beispiel zeigt die korrekte Vorgehensweise mit realistischen Schweizer Werten.
Ausgangssituation
Ein Handwerksbetrieb bezieht Strom an der Niederspannung mit Leistungsmessung. Der aktuelle Leistungspreis beträgt CHF 8.00 pro kW und Monat. Die gemessene Jahreshöchstlast liegt bei 80 kW, angestrebt wird eine Kappung auf 50 kW.
Berechnung der jährlichen Einsparung
Zu kappende Leistung: 80 kW minus 50 kW = 30 kW
Jährliche Einsparung: 30 kW × CHF 8.00/kW/Monat × 12 Monate = CHF 2'880 pro Jahr
Schritt 1: Benötigte Speicherkapazität abschätzen
Zu kappende Leistung: 30 kW Durchschnittliche Dauer der Lastspitze: 20 Minuten
Mindestkapazität: 30 kW × (20 min / 60) = 10 kWh Reservepuffer von 30 %: 10 kWh × 1.3 = rund 13 kWh
Als Richtwert wird also ein System mit rund 13 bis 15 kWh nutzbarer Kapazität benötigt.
Schritt 2: Investitionskosten ermitteln
Ein marktübliches 15-kWh-LFP-System kostet in der Schweiz je nach Anbieter zwischen CHF 9'000 und CHF 14'000, inklusive Wechselrichter, Energiemanagementsystem und Installation. Für diese Rechnung wird ein mittlerer Wert von CHF 12'000 verwendet.
Schritt 3: Amortisationszeit berechnen
Investition: CHF 12'000 Jährliche Einsparung (aus obiger Rechnung): CHF 2'880
Amortisationszeit: CHF 12'000 / CHF 2'880 = rund 4.2 Jahre
Bei einem teureren System mit CHF 14'000 Investition: CHF 14'000 / CHF 2'880 = rund 4.9 Jahre
Schritt 4: Gesamtbild über die Lebensdauer
Ein LFP-Batteriespeicher hat bei gewerblichem Einsatz eine realistische Nutzungsdauer von 10 bis 15 Jahren. Geht man von 12 Jahren aus, ergibt sich folgendes Bild:
Gesamteinsparung über 12 Jahre: 12 × CHF 2'880 = CHF 34'560 Abzüglich Investition von CHF 12'000 = CHF 22'560 Nettogewinn
Diese Rechnung berücksichtigt noch keine Einsparungen durch eine allfällige Eigenverbrauchsoptimierung mit PV-Anlage, die die Wirtschaftlichkeit weiter verbessern würde.
Was verändert die Wirtschaftlichkeit stark?
Betriebe mit einem Leistungspreis unter CHF 3/kW/Monat werden kaum eine wirtschaftliche Lösung finden. Betriebe an der Mittelspannung mit hohen Leistungspreisen und ausgeprägten, gut vorhersehbaren Lastspitzen erreichen dagegen oft sehr kurze Amortisationszeiten. Es lohnt sich deshalb, vor jeder Investition den eigenen Leistungspreis genau zu kennen und eine individuelle Simulation durchführen zu lassen.
Technologie: Warum LiFePO4 für diesen Anwendungsfall bevorzugt wird
Für die Lastspitzenkappung sind Lithium-Eisenphosphat-Batterien (LiFePO4, auch LFP genannt) die heute dominierende Technologie. Der Hauptvorteil liegt nicht allein in den hohen möglichen Entladeströmen, sondern vor allem in der hohen Zyklenfestigkeit. Ein Betrieb, der täglich eine oder mehrere Kappungssequenzen fährt, kommt schnell auf mehrere Hundert Vollzyklen pro Jahr. LFP-Systeme vertragen in der Regel mehr als 3'000 bis 4'000 Vollzyklen, während andere Lithium-Ionen-Chemien bei häufigen Tiefentladungen deutlich schneller altern.
Bleibatterien kommen für diesen Anwendungsfall heute kaum mehr in Betracht, da sie typischerweise nur 300 bis 500 Vollzyklen tolerieren, was bei intensivem Betrieb eine Lebensdauer von weniger als zwei Jahren bedeuten würde.
Typische Planungsfehler und wie man sie vermeidet
Auslegung auf Basis eines einzelnen Jahres
Wer die Dimensionierung nur auf einem Jahres-Lastgang aufbaut, riskiert eine Fehlplanung, wenn dieses Jahr atypische Spitzen enthielt oder typische Spitzen fehlten. Besser ist es, mehrere Jahre zu analysieren oder zumindest die Lastdaten hinsichtlich saisonaler Anomalien zu prüfen.
Kappungsniveau zu tief angesetzt
Der häufigste Fehler ist, das Kappungsniveau so weit abzusenken, dass der Speicher überproportional gross werden muss, ohne dass die zusätzliche Einsparung die Mehrinvestition rechtfertigt. Die Simulation zeigt, ab welchem Punkt die Grenzwirtschaftlichkeit kippt.
Vernachlässigung der Systemintegration
Das Energiemanagementsystem muss auf den tatsächlichen Bezug am Netzanschlusspunkt reagieren, nicht nur auf interne Messgrössen. Da die Abrechnung auf Viertelstundenmittelwerten basiert, braucht das System keine Millisekundenreaktionszeit, muss aber zuverlässig innerhalb jedes 15-Minuten-Intervalls aktiv werden.
Änderungen im Betrieb nicht eingeplant
Neue Maschinen, eine neue PV-Anlage oder veränderte Schichtzeiten können das Lastprofil erheblich verändern. Das Kappungsniveau muss bei solchen Änderungen neu bewertet werden.
Regelenergievermarktung als Erlösquelle überschätzen
Die direkte Teilnahme am Schweizer Regelenergiemarkt (Swissgrid) setzt Mindestleistungen voraus, die für einen einzelnen Kleinspeicher im KMU-Bereich in der Regel nicht erreichbar sind. Aggregationsmodelle über spezialisierte Anbieter existieren, sind aber mit Vertragsrisiken und eingeschränkter Verfügbarkeit für die Lastspitzenkappung verbunden. Dieser Erlöskanal sollte nicht als Hauptargument in die Wirtschaftlichkeitsrechnung einbezogen werden.
Zusätzliche Nutzungsmöglichkeiten erhöhen die Rentabilität
Moderne Batteriespeicher lassen sich für mehrere Anwendungen gleichzeitig einsetzen. Neben der Lastspitzenkappung kommt bei vorhandener PV-Anlage die Eigenverbrauchsoptimierung in Betracht. Betriebe mit zeitvariablen Tarifen können den Speicher ausserdem für eine Time-of-Use-Optimierung nutzen. Auch die Absicherung kritischer Verbraucher im Netzausfall ist möglich, sofern das System entsprechend konfiguriert ist.
Wichtig ist dabei: Je mehr parallele Aufgaben der Speicher übernimmt, desto sorgfältiger muss die Steuerungslogik geplant werden. Wenn der Speicher am Morgen für Eigenverbrauch genutzt wird und in der Mittagsschicht plötzlich eine Lastspitze aufgetreten ist, kann eine unzureichend koordinierte Steuerung das Kappungsziel verfehlen.
Fazit
Batteriespeicher zur Lastspitzenkappung können für Schweizer Gewerbebetriebe eine wirtschaftlich attraktive Investition sein, wenn die Voraussetzungen stimmen: ein ausreichend hoher Leistungspreis, ein Lastprofil mit klar erkennbaren und zeitlich begrenzten Spitzen sowie eine sorgfältige Dimensionierung auf Basis einer Simulation. Entscheidend ist, den wirtschaftlichen Sweet-Spot zu finden und nicht blind auf maximale Kappung zu optimieren.
Wichtiger Hinweis: Die in diesem Artikel beschriebenen Prinzipien und Beispielrechnungen dienen ausschliesslich zur Orientierung und als Gesprächsgrundlage. Für eine fundierte Investitionsentscheidung ist eine individuelle Analyse durch ein qualifiziertes Energieberatungsbüro unerlässlich. Leistungspreise, Netzkosten und Fördermöglichkeiten variieren je nach Kanton, Netzbetreiber und Netzebene erheblich.