envelio: Das Clean-Tech-Unternehmen aus Köln, das Netzanschlüsse für die Energiewende beschleunigt

Wenn wir über die Energiewende sprechen, denken die meisten an Windräder, Solaranlagen oder Elektroautos. Was dabei oft übersehen wird: Das entscheidende Nadelöhr liegt nicht bei den Anlagen selbst, sondern bei der Frage, wie schnell sie ans Stromnetz angeschlossen werden können. Und genau hier droht die Energiewende ins Stocken zu geraten.

Nach Analysen der Internationalen Energieagentur (IEA) warten weltweit mehr als 2.500 Gigawatt (GW) an Erzeugungs-, Speicher- und Industrieprojekten auf ihren Netzanschluss – und diese Zahl erfasst ausschließlich großskalige Vorhaben im Megawattbereich. Rechenzentren für KI-Infrastruktur, Ladenetze für Elektrofahrzeuge, industrielle Großwärmepumpen und erneuerbare Erzeugungsanlagen stecken allesamt in denselben Warteschlangen fest.

Woran liegt das? Häufig nicht am fehlenden politischen Willen und nicht an mangelndem Kapital – sondern an einem technischen Engpass, der öffentlich kaum wahrgenommen wird: Netzbetreiber können Anschlussbegehren schlicht nicht schnell genug prüfen.

Um zu beurteilen, ob ein neues Rechenzentrum, ein Windpark oder ein Batteriespeicher sicher ans Netz angeschlossen werden kann, müssen Ingenieure aufwändige Zeitreihensimulationen durchführen. Diese berechnen, wie sich das Stromnetz unter verschiedenen Last- und Einspeiseszenarien über ein ganzes Jahr verhält – in viertelstündlicher Auflösung, für jedes einzelne Element im Netz. Mit den heute in der Branche weit verbreiteten Berechnungstools dauern solche Jahressimulationen oft Tage oder sogar Wochen. Für einen Netzbetreiber, der hunderte Anschlussanfragen gleichzeitig bearbeitet, ist das schlicht nicht skalierbar.

Genau hier setzt eine neue Technologie an, die wir bei envelio entwickelt haben: ein GPU-basierter Lastfluss-Solver, der Jahres-Zeitreihensimulationen von Wochen auf unter 30 Sekunden reduziert – nach envelio-eigenen Messungen eine Leistungssteigerung von bis zu 20.000 im Vergleich zu herkömmlichen Desktop-Solvern.

Die Grundidee stammt aus einer unerwarteten Ecke: Grafikprozessoren (GPUs), die ursprünglich für die Videospielindustrie entwickelt wurden, sind heute in der Lage, tausende Berechnungen gleichzeitig und parallel auszuführen. envelio hat diese Technologie für die Elektrotechnik nutzbar gemacht – indem Szenarien, Zeitschritte und Netzsegmente simultan berechnet werden, statt nacheinander.

Der Bedarf an schnelleren Netzsimulationen ist so groß, dass in der Branche Lösungen entstanden sind, die auf KI-basierten Schätzverfahren basieren – und dabei Genauigkeit gegen Geschwindigkeit tauschen. envelio hat sich bewusst dagegen entschieden: Der Solver löst die reale Physik im Netz exakt, auf Basis eines echten AC-Lastflussmodells, das komplexes Spannungsverhalten und Blindleistungseffekte vollständig abbildet – und das mindestens ebenso schnell wie KI-basierte Ansätze.

Der Punkt ist wichtig, denn in der Branche gibt es bereits Bestrebungen, Netzberechnungen durch künstliche Intelligenz zu beschleunigen. KI-Modelle können tatsächlich schnell sein – aber sie arbeiten mit statistischen Näherungen, die auf synthetischen Daten trainiert wurden. Für eine Entscheidung, die Millionen Euro an Netzinvestitionen beeinflusst und die Versorgungssicherheit von tausenden Haushalten berührt, reicht das nicht aus.

Ingenieure bei Netzbetreibern müssen ihre Berechnungen gegenüber Regulierungsbehörden vertreten, intern dokumentieren und im Zweifelsfall verteidigen können. Ein Ergebnis, das aus einer „Black Box“ stammt, erfüllt diese Anforderung nicht. Der Ansatz von envelio liefert vollständig nachvollziehbare, prüfbare Ergebnisse – auf Basis etablierter elektrotechnischer Grundsätze. Geschwindigkeit ohne Vertrauen ist keine Lösung.

Die praktischen Konsequenzen dieser Technologie sind weitreichend. Erstens können Netzanschlussanfragen deutlich schneller bewertet werden – mit weniger Wartezeit für Projektentwickler und spürbar reduziertem Aufwand für Netzbetreiber. Zweitens können Netzbetreiber erstmals ein detailliertes, zeitreihenbasiertes Bild davon gewinnen, wie viel Kapazität ein Netzabgang zu welchem Zeitpunkt tatsächlich aufnehmen kann – statt sich auf grobe Worst-Case-Abschätzungen zu verlassen. Das reduziert Planungsunsicherheit für Investoren und ermöglicht eine zuverlässigere Standortbewertung für Großprojekte wie Rechenzentren oder Batteriespeicher.

Drittens und vielleicht am folgenreichsten: Statt weniger Standardszenarien zu rechnen, können Netzbetreiber nun Millionen von Szenarien durchlaufen, um die wirkungsvollsten Netzinvestitionen zu identifizieren. Angesichts eines Investitionsbedarfs von über 220 Milliarden Euro in die deutschen Verteilnetze bis 2045 – so die Schätzung der Bundesnetzagentur für die größten deutschen Netzbetreiber – ist das kein Detail, sondern ein zentraler Hebel für eine kosteneffiziente Energiewende.

Wie groß der Effekt in der Praxis ist, zeigt eine Zahl aus dem Bestandsgeschäft: Allein in Deutschland hat die Intelligent Grid Platform von envelio innerhalb von zwölf Monaten rund 55.000 Netzanschlüsse automatisiert bearbeitet – das entspricht einer Einsparung von über 50.000 Arbeitsstunden bei Ingenieuren und technischen Planern.

Die envelio GmbH ist ein ausgezeichnetes Clean-Tech-Unternehmen mit Sitz in Köln, das sich auf die Digitalisierung von Stromverteilnetzen spezialisiert hat. envelio bringt Algorithmen aus Europas führendem Energieforschungscluster in die reale Anwendung bei Netzbetreibern; von Aachen zog das Unternehmen an seinen heutigen Hauptsitz nach Köln. Über 175 Menschen arbeiten bei envelio an einem gemeinsamen Ziel: die Energiewende so schnell wie möglich voranzutreiben.

Die Vision von envelio ist es, die Beschleunigung der Energiewende durch eine schnelle Netzintegration von erneuerbaren Energien, Ladesäulen und Wärmepumpen zu ermöglichen. Dafür treibt das Unternehmen die digitale Transformation der Verteilnetze voran.

Das zentrale Produkt von envelio ist die Intelligent Grid Platform (IGP) – eine All-in-One-Software für Smart Grids. Die IGP erstellt einen digitalen Zwilling des Stromnetzes und verbindet Netzanschluss, Netzplanung, Betriebsführung, Netzdaten-Management und mobile Netzservices in einer Plattform. Zu den Anwendungen gehören unter anderem die automatisierte Anschlussprüfung, der Netzanschlussnavigator, die Zielnetzplanung, das Engpassmanagement, die Netztransparenz und der Schaltmanager.

Mehr als 90 Netzbetreiber in Deutschland und Europa – darunter Kunden in Tschechien, Finnland, Polen und der Schweiz – setzen die Intelligent Grid Platform bereits im produktiven Betrieb ein. Seit Dezember 2021 hält der Energiekonzern E.ON eine Mehrheitsbeteiligung an envelio; die Partnerschaft ermöglicht es dem Unternehmen, seine Technologie weiter zu skalieren. 2024 wurde envelio mit dem international renommierten BloombergNEF Pioneers Award ausgezeichnet und expandierte in die USA, um auch dort den wachsenden Rückstau an Netzanschlussbegehren zu adressieren.

„Unsere Vision bei envelio sind intelligente Netze für eine nachhaltige Zukunft weltweit. Mit der Intelligent Grid Platform wollen wir das Energiesystem nachhaltig verändern – indem wir die Netzintegration von Solaranlagen, Windkraft, Ladepunkten und Wärmepumpen so schnell, einfach und kosteneffizient wie möglich machen.“ – Dr. Simon Koopmann, CEO und Mitgründer, envelio GmbH

envelio ist ein Clean-Tech-Unternehmen aus Köln, das Software für die digitale Planung und den Betrieb von Stromverteilnetzen entwickelt. Mit der Intelligent Grid Platform (IGP) hilft envelio Verteilnetzbetreibern, Netzanschlüsse schneller zu prüfen, freie Netzkapazitäten sichtbar zu machen und Netzinvestitionen datenbasiert zu planen.

Die Intelligent Grid Platform (IGP) ist die All-in-One-Smart-Grid-Software von envelio. Sie erstellt einen digitalen Zwilling des Stromnetzes und bündelt Netzanschluss, Netzplanung, Betriebsführung, Netzdaten-Management und mobile Netzservices in einer Plattform. Dadurch automatisiert die IGP Prozesse, die Netzbetreiber bislang manuell durchführen mussten.

envelio hat seinen Hauptsitz in Köln. Das Unternehmen ging aus der Forschung an Europas führendem Energieforschungscluster hervor und verlegte seinen Sitz von Aachen nach Köln, wo heute über 175 Mitarbeitende beschäftigt sind.

Mehr als 90 Netzbetreiber in Deutschland und Europa setzen die Intelligent Grid Platform von envelio im produktiven Betrieb ein, darunter Kunden in Tschechien, Finnland, Polen und der Schweiz. Die Plattform hat allein in Deutschland innerhalb von zwölf Monaten rund 55.000 Netzanschlüsse automatisiert bearbeitet.

Der GPU-basierte Lastfluss-Solver von envelio nutzt Grafikprozessoren, um tausende Netzberechnungen parallel auszuführen. Anders als KI-Schätzverfahren löst der Solver die reale Physik im Netz exakt auf Basis eines vollständigen AC-Lastflussmodells und liefert nachvollziehbare, prüfbare Ergebnisse.

Dr. Simon Koopmann ist Mitgründer und CEO von envelio. Seit Dezember 2021 hält der Energiekonzern E.ON eine Mehrheitsbeteiligung an envelio. 2024 erhielt das Unternehmen den international renommierten BloombergNEF Pioneers Award und startete seine Expansion in die USA.

Die GPU-Technologie ist in die Intelligent Grid Platform (IGP) von envelio integriert, die bereits bei mehr als 90 Netzbetreibern in Deutschland und Europa im produktiven Einsatz ist. Sie ersetzt keine Netzinvestitionen und löst nicht alle regulatorischen Fragen. Aber sie beseitigt einen konkreten technischen Flaschenhals, der heute die Energiewende verlangsamt: die Zeit, die es braucht, um eine fundierte Entscheidung über einen Netzanschluss zu treffen.

In einer Welt, in der Rechenzentren, Ladeparks und Solaranlagen schnell realisiert werden müssen, ist das kein akademisches Problem. Es ist eine Frage, die darüber entscheidet, ob die Energiewende ihr Tempo halten kann.

Mehr über die Intelligent Grid Platform erfahren und eine individuelle Demo buchen: envelio.com/de/igp

Die envelio GmbH mit Sitz in Köln entwickelt mit der Intelligent Grid Platform (IGP) Softwarelösungen für die digitale Planung und den Betrieb von Verteilnetzen. Die Plattform wird von mehr als 90 Netzbetreibern in Deutschland und Europa eingesetzt.