Was ist Demand Side Response? Ein umfassender Leitfaden

Die Nachfragesteuerung (Demand Side Response, DSR) ist eines der wichtigsten – und am meisten missverstandenen – Konzepte in modernen Energiesystemen. Da Strom- und Wärmenetze dekarbonisiert werden und zunehmend schwankende erneuerbare Energien integrieren, wird die Fähigkeit der Verbraucher, ihren Verbrauch flexibel zu steuern, ebenso wertvoll wie der Bau neuer Erzeugungskapazitäten. Dieser Leitfaden erläutert, was DSR ist, wie es funktioniert, warum es wichtig ist und wie es speziell auf Fernwärme anzuwenden ist.

Was ist Demand Side Response?

Nachfragesteuerung bezeichnet die Fähigkeit von Energieverbrauchern – Haushalte, Gewerbegebäude, Industrieanlagen – ihren Energieverbrauch auf Signale des Energienetzes hin freiwillig und in Echtzeit anzupassen.

Diese Signale können verschiedene Formen annehmen:

• Preissignale: Zeitabhängige Stromtarife, bei denen in Spitzenzeiten höhere und in Nebenzeiten niedrigere Preise berechnet werden, wodurch den Verbrauchern ein wirtschaftlicher Anreiz geboten wird, ihren Stromverbrauch zu verlagern
• Direkte Steuersignale: Netzbetreiber oder Aggregatoren schalten Lasten direkt ein oder aus (in der Regel mit vorheriger Zustimmung des Verbrauchers)
• Frequenzregelung: Automatisierte Systeme, die auf Abweichungen der Netzfrequenz reagieren – sinkt die Frequenz (was auf einen Nachfragerückgang im Vergleich zum Angebot hindeutet), wird die Last automatisch reduziert
• Marktsignale: Spotpreis-Feeds, die automatische Laständerungen auslösen, wenn die Preise festgelegte Schwellenwerte über- oder unterschreiten

Der Grundgedanke ist einfach: Angebot und Nachfrage im Energiesektor müssen zu jedem Zeitpunkt im Gleichgewicht sein. Bislang erfolgte dies ausschließlich auf der Angebotsseite – indem Kraftwerke hoch- oder heruntergefahren wurden, um sie an den Bedarf anzupassen. DSR kehrt einen Teil dieser Gleichung um: Anstatt (oder zusätzlich zur) Anpassung des Angebots wird die Nachfrage angepasst.

Demand Side Response Demand Side Management

Diese Begriffe werden oft verwechselt. Der entscheidende Unterschied:

• Nachfragesteuerung (DSM) ist ein weit gefasster Begriff, der alle Strategien umfasst, die Einfluss darauf nehmen, wann und wie viel Energie Verbraucher verbrauchen. Dazu gehören Energieeffizienzprogramme, zeitabhängige Tarife, nachträgliche Gebäudedämmungen, Effizienzstandards für Geräte sowie Anreize zur Lastverlagerung. DSM ist langfristig und strategisch ausgerichtet.
• Unter „Demand Side Response“ (DSR) versteht man konkret die aktive Anpassung des Verbrauchs in Echtzeit als Reaktion auf aktuelle Markt- oder Netzsignale. DSR ist kurzfristig und operativ – sie erfolgt innerhalb von Minuten oder Sekunden, nicht Monaten. DSR ist ein Teilbereich von DSM.

Ein Gebäude, das gedämmt wurde, um seinen Grundheizbedarf zu senken, nutzt DSM. Ein Gebäude, das seine Heizleistung automatisch für 90 Minuten drosselt, wenn der Strompreis auf dem Spotmarkt über 200 €/MWh steigt, nutzt DSR.

Warum Demand Side Response

Drei sich verstärkende Trends machen DSR immer wichtiger:

1. Das Problem der Schwankungen bei erneuerbaren Energien

Wind- und Solarenergie sind schwankend – sie werden erzeugt, wenn die Bedingungen stimmen, nicht unbedingt dann, wenn der Bedarf am höchsten ist. Wenn der Anteil erneuerbarer Energien am Stromnetz von 30 % auf 70–100 % steigt, wird die Lücke zwischen dem, was das Netz erzeugt, und dem, was es zu einem bestimmten Zeitpunkt benötigt, größer und tritt häufiger auf. Batteriespeicher helfen zwar, sind aber teuer. DSR bietet eine weitere Lösung: die Verschiebung des Bedarfs, um ihn an das verfügbare Angebot anzupassen.

2. Verringerung des Bedarfs an Spitzenkapazität

Jedes Stromnetz ist so ausgelegt, dass es den Spitzenbedarf bewältigen kann – typischerweise an einigen Tagen im Jahr, an denen es sehr kalt ist (oder in Systemen, in denen die Kühlung dominiert, sehr heiß), alle zu Hause sind und es wenig Wind oder Sonne gibt. Diese Spitzenkapazität ist enorm teuer und wird nur einen winzigen Bruchteil der Zeit genutzt. Wenn DSR den Spitzenbedarf um nur 5–10 % senken kann, lassen sich Infrastrukturinvestitionen in Milliardenhöhe vermeiden oder aufschieben. Dies ist einer der Gründe, warum DSR-Programme die Teilnehmer in der Regel sehr gut vergüten.

3. Die Elektrifizierung der Wärmeversorgung

Da Fernwärmenetze zunehmend von fossilen Brennstoffen auf Wärmepumpen und Elektrokessel umgestellt werden, ist ihr Bedarf direkt an die Strommärkte gekoppelt. Eine große Fernwärme-Wärmepumpe verbraucht mehrere zehn Megawatt Strom – wenn sie ihren Verbrauch je nach Netzbedingungen flexibel anpassen kann, wird sie zu einer wichtigen DSR-Ressource. Die DSR-Fähigkeit auf Gebäudeebene Fourdeg ist ein Aspekt davon; der flexible Betrieb von Wärmepumpen auf Versorgerebene ist ein weiterer.

Arten der Demand Side Response

DSR gibt es in verschiedenen Formen, je nachdem, wie schnell die Reaktion erfolgen muss und wer sie steuert:

• Implizite DSR (Preisreaktion): Verbraucher passen ihr Verhalten an Preissignale an – sie lassen Geschirrspüler nachts laufen und laden Elektrofahrzeuge außerhalb der Spitzenzeiten auf. Keine direkte Steuerung durch das Stromnetz; das Verhalten wird durch den Preis bestimmt
• Explizite DSR (vereinbarte Flexibilität): Die Verbraucher erklären sich bereit, im Rahmen eines Vertrags über Netzdienstleistungen direkt gesteuert zu werden (in der Regel nach vorheriger Ankündigung und gegen Bezahlung). Der Netzbetreiber sendet einen Befehl; die Last reagiert darauf
• Automatisierte Laststeuerung: Die Lasten sind so konfiguriert, dass sie automatisch auf Preisschwellen, Frequenzsignale oder andere Auslöser reagieren – zum Zeitpunkt der Reaktion ist kein menschliches Eingreifen erforderlich
• Aggregierte DSR: Viele kleine flexible Lasten (Haushaltsheizungen, Ladestationen für Elektrofahrzeuge, Warmwasserbereiter) werden von einem Aggregator gebündelt und dem Markt als eine einzige große flexible Ressource angeboten

Was macht einen guten DSR-Asset aus?

Nicht alles eignet sich gleichermaßen für DSR. Die besten DSR-Anlagen weisen mehrere gemeinsame Merkmale auf:

• Flexibilität ohne Funktionseinbußen: Die Last kann verlagert oder reduziert werden, ohne dass die Leistungsfähigkeit der Anlage inakzeptabel beeinträchtigt wird. Die Heizleistung ist hervorragend, da Gebäude über thermische Masse verfügen – man kann die Wärmezufuhr für 1–3 Stunden reduzieren, ohne dass jemand friert
• Vorhersehbar und kontrollierbar: Die gebotene Flexibilität lässt sich zuverlässig umsetzen. Intelligente Systeme, die das thermische Verhalten modellieren, können mit hoher Sicherheit eine bestimmte Leistungsreduzierung über einen bestimmten Zeitraum garantieren
• Schnelle Reaktion: Bei Produkten zur Frequenzregelung müssen Lasten unter Umständen innerhalb von Sekunden reagieren. Bei der Spitzenlastabdeckung durch DSR im Heizungsbereich reichen Reaktionszeiten von 15 bis 30 Minuten in der Regel aus
• Größenordnung: Einzelne Gebäude verfügen nur über begrenzte Flexibilität – einige wenige Kilowatt. Über Tausende von Gebäuden hinweg summiert sich dies jedoch zu einer beträchtlichen Menge – Dutzende von Megawatt

Demand Side Response Fernwärmesektor

Fernwärmenetze eignen sich besonders gut für die Laststeuerung (DSR), da der Energieträger – heißes Wasser in Rohrleitungen – von Natur aus über Wärmespeichereigenschaften verfügt. Wenn ein Fernwärmeversorger die Erzeugung vorübergehend drosseln möchte (um Spitzenkosten zu vermeiden oder auf ein Netzsignal zu reagieren), kann er:

• Die Vorlauftemperatur kurzzeitig senken, damit die Gebäude ihre thermische Masse nutzen können
• Reduzieren Sie den Wärmefluss zu den betroffenen Gebäuden direkt durch intelligente Ventile und Thermostate
• Gebäude in Zeiten günstiger/verfügbarer Energie vorheizen und den Verbrauch in Spitzenzeiten senken

Die Smart Energy®-Plattform Fourdeg setzt dies auf Gebäudeebene um. Intelligente Thermostate in jedem angeschlossenen Gebäude messen die Raumtemperaturen in Echtzeit, und die KI-Plattform koordiniert die Lastreduzierung im gesamten Gebäudepark – wobei sie genau weiß, wie viel Flexibilität jedes Gebäude sicher bieten kann, ohne dass der Raumkomfort beeinträchtigt wird.

Das Ergebnis ist ein Fernwärmenetz, das den Spitzenbedarf um 10 bis 25 % senken kann – was einer Verschiebung erheblicher Infrastrukturinvestitionen entspricht –, während in jedem Gebäude angenehme Raumtemperaturen gewährleistet bleiben.

Die wirtschaftlichen Argumente für die Teilnahme an DSR

Sowohl Energieversorger als auch Gebäudeeigentümer können finanziell von DSR profitieren:

• Energieunternehmen: Geringere Spitzenproduktionskosten, geringerer Bedarf an teuren Reservekapazitäten, potenzielle Einnahmen aus Netzdienstleistungen, verbesserte Wettbewerbsfähigkeit des Fernwärmenetzes
• Immobilieneigentümer: Geringere Heizkosten (intelligente Steuerung senkt den Verbrauch um 20–35 %), mögliche Prämien für die Teilnahme an Lastmanagementprogrammen, verbesserte ESG-Berichterstattung durch geringere Energieintensität
• Gesellschaft: Geringere Gesamtkosten des Energiesystems, schnellere Dekarbonisierung durch bessere Einbindung erneuerbarer Energien, geringerer Bedarf an Infrastrukturinvestitionen

Häufig gestellte Fragen