Fraunhofer IOSB-AST analysiert Solarstrom-Wirtschaftlichkeit für Stahlwerk Thüringen: Langfristige Kostensicherheit durch Power Purchase Agreements.

Wirtschaftlichkeitsanalyse von Solarstrom für die Stahlindustrie: Fraunhofer IOSB-AST untersucht langfristige Strombezugskosten für Stahlwerk Thüringen GmbH

Ilmenau/Unterwellenborn, 16. Juni 2026: Das Fraunhofer IOSB-AST hat im Auftrag der Stahlwerk Thüringen GmbH (SWT) eine umfassende Bewertung der Wirtschaftlichkeit eines langfristigen Strombezugs aus einem Solarpark vorgenommen. Ziel war es, den Grenzpreis zu bestimmen, ab dem sich ein langfristiges Power Purchase Agreement (PPA) auf Basis von Pay-as-produced-Modellen für das energieintensive Unternehmen rentiert. Die Ergebnisse bieten eine fundierte Entscheidungsgrundlage für die weitere Vertragsgestaltung und verdeutlichen den Beitrag erneuerbarer Energien zur kosteneffizienten Energieversorgung in der Industrie.

Langfristige Preisstabilität als Wettbewerbsvorteil

Für Branchen mit hohem Energiebedarf, wie die Stahlproduktion, stellen die Energiekosten einen wesentlichen Wettbewerbsfaktor dar. Die starke Volatilität der Spotmarktpreise, geopolitische Unsicherheiten sowie regulatorische Änderungen erschweren eine verlässliche Kostenplanung über längere Zeiträume. PPAs, die langfristige Stromlieferverträge direkt mit Erzeugern erneuerbarer Energien darstellen, eröffnen hier Möglichkeiten zur Stabilisierung der Bezugskosten über Laufzeiten von 15 Jahren oder mehr. Dadurch können Unternehmen teilweise von kurzfristigen Preisschwankungen entkoppelt werden.

Besondere Anforderungen bei der Analyse im industriellen Umfeld

Die Bewertung eines PPA für das Stahlwerk Thüringen ist aufgrund der spezifischen Lastprofile herausfordernd. Der Stromverbrauch weist eine hohe Volatilität auf und kann innerhalb von Minuten um bis zu 60 MW schwanken. Innerhalb eines 15-minütigen Abrechnungsintervalls treten sowohl Strombezug als auch Rückspeisung auf. Gleichzeitig sind die Marktbedingungen über die lange Vertragsdauer mit erheblichen Unsicherheiten verbunden. „Die Kombination aus stark schwankendem Lastprofil und langjähriger Vertragsbindung erfordert eine Analyse, die zeitlich hochaufgelöst und szenarienbasiert erfolgt, um einen belastbaren Grenzpreis zu ermitteln“, erläutert Steffi Naumann, Gruppenleiterin am Fraunhofer IOSB-AST.

Minutengenaue Simulation der Photovoltaik-Erzeugung

Eine zentrale methodische Herausforderung bestand darin, die PV-Erzeugung mit einer Auflösung von einer Minute zu simulieren, um die Wechselwirkungen mit dem volatilen Lastgang realistisch abzubilden. Da Globalstrahlungsdaten üblicherweise nur in 10-Minuten-Intervallen vorliegen, entwickelte das Fraunhofer IOSB-AST ein neuartiges Verfahren: Mithilfe eines entfernten Strahlungsobservatoriums wird die stochastische Verteilung innerhalb der 10-Minuten-Daten ermittelt und auf lokale Wetterbedingungen übertragen. Dadurch entsteht eine realitätsnahe Interpolation, die eine belastbare Simulation der tatsächlichen Einspeisecharakteristik ermöglicht.

Szenarienbasierte Bewertung und Ergebnisaufbereitung

In Zusammenarbeit mit dem Stahlwerk Thüringen wurden verschiedene Zukunftsszenarien entwickelt und mittels einer Sensitivitätsanalyse bewertet. Die Ergebnisse wurden in einem interaktiven Dashboard visualisiert, wobei der Fokus auf dem Grenzkostenpreis lag, ab dem das PPA wirtschaftlich vorteilhaft ist. Eine gemeinsam erarbeitete Bewertungsmatrix ermöglichte die Gewichtung der Eintrittswahrscheinlichkeiten der Szenarien, um einen robusten finalen Grenzpreis zu bestimmen. Die ermittelten Grenzkostenpreise bewegten sich je nach Szenario zwischen 20 und 70 €/MWh.

Frank Wagner, Leiter Produktion bei Stahlwerk Thüringen, betont: „Die Analyse liefert eine fundierte Basis für die zukünftige Energiebeschaffung am Standort. PPAs bieten zwar Planungssicherheit, bergen jedoch auch Risiken aufgrund der unvorhersehbaren Preisentwicklung über die lange Vertragsdauer. Die wissenschaftliche Herangehensweise ermöglicht belastbare Aussagen für den volatilen Energiemarkt.“

Risikomanagement und Einsatz von Batteriespeichern

Als bedeutendes wirtschaftliches Risiko wurden negative Strompreise identifiziert. Eine vertragliche Regelung, die eine Abschaltung und Nichtvergütung des PV-Stroms bei negativen Preisen vorsieht, könnte das Risiko für das Stahlwerk Thüringen deutlich reduzieren. Zudem wurde die Wirtschaftlichkeit eines Batteriespeichers untersucht. Die Analyse zeigt, dass ein Speicher unter der Annahme konstanter oder steigender Spotmarktvolatilität wirtschaftlich sinnvoll ist – nicht primär zur Steigerung des Eigenverbrauchs von PV-Strom, sondern auch durch Arbitragegeschäfte am Spotmarkt. Somit wäre der Einsatz eines Speichers unabhängig vom PPA vorteilhaft.

Weitere Informationen und Kontakt

Das Fraunhofer IOSB-AST präsentiert seine Lösungen zur Wirtschaftlichkeitsbewertung im Energiemarkt auf der Fachmesse „The smarter E 2026“ vom 23. bis 25. Juni 2026 am Thüringer Gemeinschaftsstand der LEG Thüringen in Halle B2, Stand 260, Messe München.

Kontakt Fraunhofer IOSB-AST – Presse und Kommunikation:
Martin Käßler
Telefon: +49 3677 461-128
E-Mail: martin.kaessler@iosb-ast.fraunhofer.de

Über die Stahlwerk Thüringen GmbH

Die Stahlwerk Thüringen GmbH produziert Profilstahl verschiedener Stahlsorten gemäß europäischen und internationalen Normen (HE-, IPE-, UPE-, UPN-Profile sowie Stahlschwellen). Über die Elektrolichtbogenroute wird Stahlschrott zu endabmessungsnahen Halbzeugen verarbeitet, die anschließend in einem angeschlossenen Warmwalzwerk zu Profilen gewalzt werden. Die Produkte werden weltweit vertrieben. Das Unternehmen verfolgt das Ziel, bis 2040 klimaneutral Stahl herzustellen und setzt dabei auf ein breites Spektrum innovativer Maßnahmen zur effizienten Nutzung erneuerbarer Energien. Weitere Informationen unter www.stahlwerk-thueringen.de.

Über das Fraunhofer IOSB-AST

Das Fraunhofer IOSB-AST ist Teil der Fraunhofer-Gesellschaft, einer führenden Organisation für angewandte Forschung weltweit. Der Schwerpunkt liegt auf angewandter Systemtechnik mit dem Ziel, kritische cyber-physische Infrastrukturen effizient, resilient und nachhaltig zu gestalten. Forschungsschwerpunkte umfassen kognitive Energiesysteme und Energiemanagement, eingebettete intelligente Systeme sowie Unterwasserrobotik. Das Institut arbeitet anwendungsorientiert in den Ingenieurwissenschaften, insbesondere Elektrotechnik, Informations- und Kommunikationstechnologie sowie technischer Kybernetik, und überführt Forschungsergebnisse in marktreife Lösungen für Wirtschaft und öffentliche Hand.