Wie präzise Prognosen die kommunale Kasse schützen

Kommunen besitzen ihre Stadtwerke meist selbst und sind über den steuerlichen Querverbund direkt mit ihnen verbunden.

Gewinne aus dem Energiegeschäft gleichen die chronischen Verluste anderer kommunaler Aufgaben aus, allen voran Bäder und ÖPNV – bricht das Ergebnis ein, muss die Kommune die Lücke aus dem allgemeinen Haushalt schließen. Fehlplanungen im operativen Betrieb sind damit kein abstraktes Unternehmerrisiko, sondern eines, das direkt auf den Kommunalhaushalt durchschlägt. Und genau dieses Risiko wächst: Wärmepumpen, BHKW, Speicher und volatile Erzeugung aus Wind und Sonne müssen heute im Zusammenspiel gesteuert werden, während sich Strommärkte und Wetterlagen immer kurzfristiger ändern.

Die teure Blackbox

Als technische Antwort auf diese wachsende Komplexität gilt die Sektorenkopplung: das Zusammenspiel von Großwärmepumpen, Blockheizkraftwerken, thermischen Speichern und volatiler Erzeugung aus Photovoltaik und Wind. Auf dem Papier überzeugt das Prinzip sofort. Überschüssiger Grünstrom wird zu Wärme, fossile Spitzenlasten fallen weg und viele Kommunen haben sich ambitionierte Ziele für eine vollständig regenerative Versorgung innerhalb der kommenden Jahre gesetzt.

In der Praxis zeigt sich aber ein blinder Fleck: Ohne präzise Daten wird aus der Kopplung schnell eine wirtschaftliche Blackbox. Basiert die Einsatzplanung auf einer ungenauen Wärmelastprognose für das Netz – oder, wie es an vielen Stellen bis heute üblich ist, auf dem Bauchgefühl des Kraftwerksmeisters statt auf belastbaren Daten –, läuft eine Großwärmepumpe mangels verlässlicher Information ausgerechnet zur teuren Spitzenstrom-Stunde, oder ein BHKW wird eingeplant, obwohl das Netz die erzeugte Wärme laut Prognose gar nicht abnimmt. In beiden Fällen kostet das bares Geld. Beides sind keine Ausreißer, sondern Symptome eines Denkfehlers; Sektorenkopplung wird noch zu oft als reine Hardware-Frage behandelt.

Der Hebel heißt Prognose - für Wind und PV, aber auch für Strom- und Wärmelast

Tatsächlich ist sie längst eine Frage synchronisierter Daten. Erst wenn Erzeugungsprognosen für einzelne PV- und Windanlagen sowie Strom- und Wärmelastprognosen für das Netz oder relevante Teilnetze parallel und präzise vorliegen, lässt sich daraus eine Einsatzplanung ableiten, die den Anlagenpark so fährt, dass Flexibilität wirklich genutzt wird. Der finanzielle Hebel entsteht dabei nicht durch mehr Anlagen oder mehr Personal, sondern durch bessere Prognosen. Wer heute belastbar vorhersagen kann, wie Wetter, Verbrauch und Erzeugung zusammenwirken, senkt morgen die Kosten im laufenden Betrieb.

Möglich wird das, weil sich das Zusammenspiel der Einflussfaktoren heute nicht nur präzise abbilden, sondern mit Methoden des maschinellen Lernens und künstlicher Intelligenz aus enormen Datenmengen auch belastbar vorhersagen lässt – ein zentraler Fortschritt, der einlöst, was die Politik mit ihren Klimazielen verspricht.

Qualitätsprüfung und das Trainieren des Modells

Aus der Projektpraxis mit kommunalen Versorgern zeigt sich: Bevor eine neue Prognoselösung in den operativen Betrieb geht, wird die Qualität über mehrere Monate geprüft, feste Lieferfenster (Day-Ahead vor sechs Uhr, stündliche Updates) und eindeutig markierte Fehlwerte sind Pflicht. Fertig trainiert ist ein solches Modell dabei nie. Prognosegüte ist kein Wert, den man einmal erreicht – sie wird mit jedem Messwert neu erarbeitet. Je länger die Historie eines Netzes oder Teilnetzes wird, desto präziser lässt sich abbilden, wie Wetter, Wochentag und lokale Besonderheiten dort tatsächlich zusammenwirken.

Wer heute belastbar vorhersagen kann, wie Wetter, Verbrauch und Erzeugung zusammenwirken, senkt morgen die Kosten im Betrieb.

Die größte Hürde für viele Entscheider ist dabei die Sorge vor einem langwierigen IT-Projekt. Tatsächlich reicht im Kern eine einzige Ressource: die historischen Stromerzeugungs- beziehungsweise Wärmelastzeitreihen der vergangenen drei Jahre, die ohnehin in jedem Leit- oder Abrechnungssystem vorliegen. Die Beschaffung und Aufbereitung der Wetterdaten übernimmt der spezialisierte Dienstleister.

Die Musterrechnung: Was ein Prozent bei der Wärme wert ist

Eine Studie des Fraunhofer IOSB-AST in Ilmenau, erstellt im Auftrag der TEAG Thüringer Energie AG, hat das beziffert. Bezogen auf den jährlichen Fernwärmebedarf in Deutschland von gut 100 Terawattstunden entspricht eine Verbesserung der Wärmeprognose um nur einen Prozentpunkt bereits einem Marktwert von über 50 Millionen Euro. Der Grund dafür ist eine teure Kettenreaktion: Wer die Last unterschätzt, muss kurzfristig Spitzenlastkessel zünden oder Ausgleichsenergie beschaffen; wer sie überschätzt, hält unnötig Reserve vor oder muss effiziente KWK-Anlagen abregeln.

Herunterskaliert auf ein einzelnes Stadtwerk mit einer jährlichen Wärmeabgabe von einer Terawattstunde ergibt sich daraus ein Werthebel von rund 500.000 Euro für jeden gewonnenen Prozentpunkt an Prognosegenauigkeit. Für ein kleineres Versorgungsgebiet mit 200 Gigawattstunden Wärmeabgabe pro Jahr wären es anteilig noch rund 100.000 Euro je Prozentpunkt.

Für das Stadtwerk ist das zunächst lediglich eine Zeile im Wirtschaftsplan, über den Querverbund ist es der Betrag, der für den Ausgleich von Bädern und ÖPNV zusätzlich zur Verfügung steht, oder eben fehlt, wenn die Prognosequalität nachlässt.

Fazit: Eine Pflichtaufgabe wird zur Gewinnrechnung

Präzise, granulare und miteinander verknüpfte Prognosen für Strom und Wärme setzen Netzflexibilität frei, vermeiden fossile Spitzenlasten, erhöhen die Resilienz der Infrastruktur gegenüber Wetterextremen und sichern die Rentabilität langfristiger Investitionen in Großwärmepumpen, BHKW und Speicher – deren wirtschaftlicher Erfolg sich nicht am Tag der Inbetriebnahme entscheidet, sondern im täglichen Betrieb über Jahre hinweg.

Wer die Energiewende ernst nimmt, kann sich Bauchgefühl im Betrieb nicht mehr leisten. Präzise Prognosen sind einer der günstigsten Hebel, den ein Stadtwerk hat. Über den Querverbund ist diese Rechnung längst keine interne Kennzahl der Stadtwerke mehr, sondern Teil der kommunalen Haushaltsplanung selbst.

Jeder Prozentpunkt an Prognosegenauigkeit, den ein Stadtwerk gewinnt, ist bares Geld, das der Kommune für Bäder, ÖPNV oder andere Pflichtaufgaben zur Verfügung steht – oder eben fehlt. Wer Sektorenkopplung ernst nimmt, kommt an einer Sache nicht vorbei: verlässlichen, granularen Prognosen als eigentlicher Infrastruktur nicht nur der Energiewende vor Ort, sondern des kommunalen Haushalts selbst.

Matthias Habel,

Gründer und Geschäftsführer der Alitiq GmbH

Foto: alitiq GmbH