Spitzenlast

Nachfrage ist selten gleichmäßig. Am Abend kochen viele Menschen gleichzeitig, morgens fahren fast alle zur selben Zeit zur Arbeit. Der höchste Wert, den die Nachfrage in einem Zeitraum erreicht, heißt Spitzenlast. Der Begriff stammt aus der Stromwirtschaft, wird heute aber genauso für Computer, Netzwerke und Rechenzentren benutzt. Das Gegenstück ist die Grundlast: die Menge, die praktisch immer gebraucht wird, auch nachts um drei. Entscheidend ist, dass jedes System für seine Spitzenlast ausgelegt sein muss, nicht für den Durchschnitt.

Warum die teuerste Stunde den Preis bestimmt

Eine Autobahn wird nicht für den Sonntagmorgen gebaut, sondern für den Berufsverkehr. Genauso ist es bei Stromnetzen und Servern. Die gesamte Infrastruktur richtet sich nach dem seltenen Höchstwert. Den Rest der Zeit steht ein Teil davon ungenutzt herum.

Das macht Spitzenlast extrem teuer. Kraftwerke, die nur wenige Stunden im Jahr laufen, müssen sich trotzdem rechnen. Deshalb sind die Strompreise an der Börse zu Spitzenzeiten oft ein Vielfaches des Normalpreises. In seltenen Fällen kann der Preis sogar negativ werden, wenn zu viel Strom im Netz ist — das ist der umgekehrte Fall.

Für Unternehmen kommt ein zweiter Effekt dazu. Große Stromkunden zahlen in Deutschland nicht nur für die verbrauchte Menge, sondern auch für ihre höchste gemessene Leistung. Eine einzige unbedachte Viertelstunde kann so die Rechnung für ein ganzes Jahr nach oben ziehen. Genau deshalb investieren Betriebe viel Aufwand darin, ihre Lastspitzen zu glätten.

Wie Betreiber Lastspitzen abfangen

Die naheliegende Antwort ist Reserve: mehr Kapazität vorhalten, als im Normalfall nötig ist. Im Stromnetz übernehmen das Gaskraftwerke, die sich in Minuten hochfahren lassen. In Rechenzentren sind es zusätzliche Server, die bei Bedarf zugeschaltet werden. Beides kostet Geld, auch wenn nichts passiert.

Die elegantere Antwort heißt Lastverschiebung. Statt die Kapazität zu erhöhen, verschiebt man die Nachfrage in ruhigere Zeiten. Eine Waschmaschine läuft nachts, ein Elektroauto lädt zwischen zwei und fünf Uhr morgens. In der IT werden große Rechenaufträge, die nicht sofort fertig sein müssen, in die Nachtstunden gelegt. Man nennt das Batch-Verarbeitung: Aufgaben werden gesammelt und später am Stück abgearbeitet.

Ein dritter Weg ist Speicherung. Batterien und Pumpspeicherkraftwerke nehmen Energie auf, wenn sie billig ist, und geben sie zur Spitzenzeit wieder ab. In Rechenzentren gibt es ein Gegenstück dazu: der Cache, ein schneller Zwischenspeicher, hält häufig angefragte Ergebnisse bereit. So muss nicht bei jeder Anfrage neu gerechnet werden.

Von der Silvesternacht bis zum KI-Rechenzentrum

Im Alltag merkt man Spitzenlast dort, wo etwas plötzlich langsam wird. Um Mitternacht an Silvester versagen manchmal Messenger-Dienste. Bei einem Ticketverkauf für ein großes Konzert bricht die Website zusammen. In beiden Fällen liegt die Nachfrage weit über dem, wofür das System gebaut wurde.

In Wirtschaftsnachrichten taucht der Begriff derzeit vor allem im Zusammenhang mit KI auf. Rechenzentren für KI-Modelle brauchen enorm viel Strom, und ihr Verbrauch schwankt stark. Betreiber schließen deshalb eigene Verträge mit Kraftwerken ab oder bauen Batteriespeicher direkt neben die Server. Manche Regionen bremsen den Bau neuer Rechenzentren sogar, weil das lokale Netz die zusätzlichen Spitzen nicht verkraftet.

Ein häufiger Irrtum ist, Spitzenlast mit dem Gesamtverbrauch zu verwechseln. Ein Betrieb kann wenig Strom verbrauchen und trotzdem hohe Spitzen erzeugen, etwa wenn eine große Maschine kurz anläuft. Umgekehrt kann ein Werk viel verbrauchen, aber sehr gleichmäßig. Für die Netzplanung ist die zweite Variante deutlich angenehmer.