Wie können Industrieunternehmen Energie wirklich smart nutzen? Energiesysteme werden dezentraler und flexibler – gleichzeitig steigen die Anforderungen an Planung, Betrieb und Wirtschaftlichkeit.
In der Green Factory Ungerhausen wird prognosebasiertes Fahrplanmanagement bereits heute als strategische Stellschraube für Effizienz, Klimaschutz und Kostenoptimierung eingesetzt.
Vom Reagieren zum Vorausdenken – warum das für den Betrieb ein Gamechanger ist
Viele Betriebe betreiben heute PV‑Dachanlagen, BHKW, Kesselanlagen. Mit der Transformation der Energiezentrale, günstigen Rahmenbedingungen für Elektrifizierung und Energiespeichern wie Batteriespeicher, Elektrokessel (elektrische Heizelemente), Wärmepumpen oder Ladeinfrastruktur geraten klassische Lastmanagementsysteme (LMS) an ihre Grenzen. LMS arbeiten meist mit starren Schwellwerten und reagieren erst, wenn Grenzwerte erreicht sind.
Kurz gesagt: Sie löschen Brände, statt sie zu verhindern.
Ein prognosebasiertes Fahrplanmanagement (FlexA) geht einen Schritt weiter und macht das Energiesystem proaktiv:
- Digitaler Zwilling des Energiesystems mit statischen Anlagendaten, technischen Restriktionen und Preisparametern
- Automatisierter Datenfluss: Messwerte, Wetterdaten und daraus resultierenden Last-/Wärme-/PV‑Prognosen und dynamischen Strompreisen
- Optimierung über Kosten, CO₂, Lastspitzen und Autarkie – unter Einhaltung technischer Randbedingungen
- Fahrplanerzeugung zur Einsatzplanung der Anlagen mit manueller oder automatisierten Ausführung über das lokale LMS mit Fallbackregelung auf dem LMS für situative Regeln
Mehrwert für den Betrieb: Entscheidungen werden vorausschauend, Betriebsfahrweisen sind planbar und robust – statt ad‑hoc und reaktiv.
So läuft’s in der Green Factory Ungerhausen
In Ungerhausen ist ein heterogener Anlagenpark in das cloudbasierte Fahrplanmanagement eingebunden: PV‑Dachanlage (~2,2 MWp), BHKW (~220 kW el./250 kW th.), Spitzenlastkessel, Holzpelletkessel, elektrische Heizelemente (600 kW el.), zwei Batteriespeicher (1.500 kWh / 160 kWh) sowie Ladeinfrastruktur.
Ein lokaler Controller bindet aus mehreren SPS/LMS und EMS Systemen lesende (Ist‑Werte) und schreibende (Soll‑Werte) Datenpunkte an und verknüpft das LMS mit dem cloudbasierten Fahrplanmanagement.
Nach kurzer Anlernphase standen verlässliche Prognosen zur Verfügung; darauf basierend wurden Fahrpläne für BHKW und den großen Batteriespeicher erzeugt und über das LMS ausgeführt. Weitere flexible Anlagen (u. a. Wärmepumpen, Ladesäulengruppen) werden schrittweise integriert. Situative Regeleingriffe bleiben als Rückfalllösung aktiv.
Ergebnis: Weniger Emissionen, geringere Kosten – mehr Planbarkeit
Simulationen und erste Betriebserfahrungen in der Green Factory zeigen deutliche Effekte:
- Bis zu 50 % niedrigere Strom- und Wärmebereitstellungskosten
- Rund ein Drittel niedrigere Jahreshöchstlast
- Rund 30 % geringere CO₂‑Emissionen
- +15 Prozentpunkte höherer Autarkiegrad
Wichtig zur Einordnung:
Diese Effekte entstehen im Zusammenspiel eines prognosebasierten Fahrplanmanagements (FlexA) mit passender Anlagentechnik und Betriebsstrategie – konkret durch
(1) Lastspitzenmanagement via Fahrplan und Speicher,
(2) höhere Nutzung der Eigenstromerzeugung,
(3) Einbindung weiterer Flexibilitäten wie Großwärmepumpen und Ladeinfrastruktur,
(4) Perspektive dynamischer Stromtarife.
Allein durch FlexA ohne diese Rahmenbedingungen sind 50 % Kostensenkung nicht pauschal zu erwarten; die Erweiterung der Anlagen Batteriespeicher, Wärmepumpe führen jedoch zu erhöhten Komplexität im LMS, schaffen aber gleichzeitig Flexibilität.
Link zum Artikel (extern): https://zenodo.org/records/182303
Warum FlexA das Potenzial hebt – und ein LMS allein an Grenzen stößt
Klassische LMS mit starren Regelwerken sind ideal für einfache Abschaltkaskaden (Spitzenlastvermeidung), stoßen aber bei heterogenen Anlagenparks und mehreren Zielgrößen an Grenzen. Die klassischen LMS werden nicht verdrängt; sie sind eine wichtige Basis und schaffen in Kombination mit FlexA komplexe Energiesysteme optimiert auszusteuern.
FlexA schafft hier den Unterschied:
- Vorausschau statt Reaktion: Prognosen + Optimierung statt Ad‑hoc‑Schwellenwertlogik
- Ganzheitliche Zielführung: Kosten, Lastspitzen, CO₂ und Autarkie in einem Fahrplan
- Betriebsrobustheit: Fallback auf situative Regeln bei Prognoseabweichungen oder Cloud‑Ausfall
- Operative Entlastung: Weniger manuelle Eingriffe in der Leitwarte, standardisierte Fahrweisen, weniger Fehlbedienung; Störungen durch unpassende Schaltfolgen lassen sich präventiv vermeiden
Kurz: Ohne FlexA bleibt Potenzial vorhandener Flexibilitäten liegen (Eigenverbrauch, Lastspitzen, CO₂). Mit FlexA wird es systematisch gehoben – bei weniger internen Aufwänden und höherer Betriebssicherheit.
Blick nach vorn: Die Basis für flexible Tarife & mehr
Das prognosebasierte Fahrplanmanagement ist nicht nur ein Optimierungs‑Tool für heute: Es schafft die Voraussetzung für künftige Anwendungsfälle – allen voran dynamische Stromtarife, die seit 2025 verpflichtend angeboten werden müssen.
Mit jeder zusätzlich angebundenen flexiblen Anlage (z. B. Wärmepumpen, Ladegruppen, Elektrokessel) steigen die Freiheitsgrade – und damit das ökonomische und ökologische Potenzial.
Mehr Hintergründe und Details im ew – Magazin für die Energiewirtschaft. Hier geht’s zum Artikel:
https://zenodo.org/records/18230397
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und Alois Müller: https://alois-mueller.com/