Supermarkt-Kühlanlagen als Speichersysteme für erneuerbare Energien

Mit dem wachsenden Anteil erneuerbarer Energien steigt auch die Notwendigkeit für effektive Speicher, sowohl für die kurzfristige Netzstabilisierung als auch zur saisonalen oder langzeitlichen Nutzung. Neben den etablierten Speichertechnologien besteht auch ein erweiterter Bedarf an alternativen Speichermöglichkeiten. Zu diesem Zweck hat Siemens zusammen mit der RWTH Aachen im Rahmen des Projekts Remeasure untersucht, ob Supermärkte zu thermischen Stromspeichern umfunktioniert werden können.

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Energiespeicher sind ein zentraler Bestandteil der Energiewende

Um die Integration der erneuerbaren Energien ins Netz zu gewährleisten, werden zunehmend Energiespeicher benötigt. Allein die Anzahl an Batteriespeichern überstieg Ende Juli 2025 bereits 2 Millionen, wodurch sich zusammen mit anderen Speichermethoden eine Gesamtkapazität von ungefähr 14 GW ergab. Seit 2023 wurden die Kapazitäten bereits um 150 % erhöht. 

Energiespeicher sind für die Energiewende essenziell, da sie die Schwankungen erneuerbarer Energien ausgleichen und somit die Versorgungssicherheit gewährleisten. Da Solar- und Windenergie von externen Faktoren wie der Tages- und Jahreszeit sowie dem Wetter abhängig sind, würden überschüssige Strommengen oft verloren gehen, während bei Flauten oder nachts Strom fehlt. Speicher können daher als Puffer fungieren, die die kurzfristigen Netzschwankungen stabilisieren und überschüssige Energie für Zeiten höheren Bedarfs bereitstellen. Zudem ermöglichen sie die lokale Nutzung dezentral erzeugter Energie, wie zum Beispiel aus Photovoltaikanlagen auf Dächern. Darüber hinaus schaffen Energiespeicher Flexibilität für neue Anwendungen wie Elektroautos, Wärmepumpen oder Industrieanlagen, indem sie Lasten verschieben und die Energieinfrastruktur effizienter machen. 

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Durch innovative Konzepte wird die Nutzung bereits vorhandener Technik ermöglicht

Bisherige Energiespeichermethoden stoßen oft an ihre Grenzen. Die Herstellung chemischer Batterien ist kostenintensiv und sie verlieren mit der Zeit an Kapazität. Zusätzlich hängt ihr Ausbau von begrenzten Rohstoffen wie Lithium oder Kobalt ab. Pumpspeicher wiederum benötigen großflächige Standorte und sind nicht überall realisierbar. Aus diesen Gründen ist es sinnvoll, auch die Nutzung weiterer Speichertechnologien zu erforschen. 

Das Projekt Remeasure hat für die Überwindung der aktuellen Restriktionen einen innovativen Ansatz gewählt. Es wurde ein rolloutfähiges, multimodales Energiemanagement für Supermärkte untersucht. Die zentrale Idee ist die Nutzung von Supermarkt-Kühlanlagen als Puffer für überschüssigen Strom sowie die kurzfristige Reduktion des Verbrauchs bei Knappheit. Durch die Besonderheiten der Erzeugung erneuerbarer Energien sollte durch das Projekt die Möglichkeit geschaffen werden, den Bedarf von Gebäudesystemen auf eben diese Besonderheiten abzustimmen.  

Das im Projekt Remeasure untersuchte Konzept nutzt Supermarkt-Kühlanlagen als thermische Batterien, um temporär überschüssigen Strom effizient zu speichern. Dabei werden die Produkte durch eine Vorkühlung bei Stromüberschuss tiefer gekühlt als üblich, ohne dass die Qualität leidet. Bei Stromknappheit geben die Kühlschränke die gespeicherte Kälte wieder ab und reduzieren so den Bedarf. Dieser Ansatz nutzt bereits bestehende, standardisierte Infrastruktur und stabilisiert das Stromnetz. Dies führt im besten Fall sogar zu ökonomischen Vorteilen bei schwankendem Strompreis. Erste Ergebnisse zeigen, dass sich die Kühlkosten durch diesen Ansatz um 5–10 % senken lassen und gleichzeitig CO₂-Emissionen durch die Nutzung erneuerbarer Energie reduziert werden. 

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Für die Umsetzung des Konzepts sind einige Anpassungen notwendig 

Das Projekt Remeasure zeigt, dass Supermarkt-Kühlanlagen als thermische Batterien ein vielversprechender Ansatz zur Netzentlastung und besseren Nutzung erneuerbarer Energien sind. Die vorhandene Infrastruktur ist bereits stark standardisiert, wodurch eine Automatisierung und Übertragung des Konzepts auf weitere Filialen erleichtert wird.   

Damit dieses Konzept jedoch breit umgesetzt werden kann, sind noch einige Weiterentwicklungen nötig. Die derzeitige Regelungssoftware muss optimiert und validiert werden, unter anderem zur Anpassung an flexible Strompreise und Lastbedingungen. Zudem müssen die gesetzlichen Vorgaben zur Lebensmittelsicherheit strikt eingehalten werden. Auch externe Einflüsse wie Außentemperatur oder Nutzungsverhalten der Anlagen, wie etwa das regelmäßige Öffnen von Kühlanlagen, beeinflussen die Steuerbarkeit und müssen in robustere Steuerungsmodelle integriert werden. 

Eine weitere Herausforderung ist die Einbettung in Markt und Netzstrukturen. Damit thermische Speicher wirtschaftlich attraktiv werden, müssen dynamische Strompreise und Anreize zur Lastverschiebung in den Energiemärkten weiterentwickelt werden. Gleichzeitig sind weitere Pilotprojekte und Leitfäden erforderlich, um die Praxistauglichkeit auch auf einer größeren Skala zu belegen.

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Fazit

Insgesamt zeigt das Projekt eine erste positive Tendenz, dass mit bestehenden Technologien ein zusätzlicher Flexibilitätsbeitrag geleistet werden kann, ohne die Installation neuer kostenintensiver Speicher. Die Erfolge in der Simulation und ersten Einsätzen zeigen, dass solche thermischen Speicher im Alltag funktionieren und einen Beitrag zur Integration erneuerbarer Energien leisten können, solange regulative, technische und marktliche Rahmenbedingungen weiter angepasst werden.