© BMW- Solarport und Elektroauto- Eine sinnvolle Kombination
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E-Mobilität: Blackout durch Elektroautos?

Wenn das Laden der E-Autos flexibel gesteuert wird, gibt es keine Probleme

© Schletter/Die 4 MW PV-Aufdachanlage besteht insgesamt aus 66 Carports. Sie bietet 1.350 Fahrzeugen Platz
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Ab einer E-Auto-Quote von 30 Prozent kommt es in Deutschland zu Engpässen bei der Stromversorgung, so eine Oliver Wyman-Analyse unter dem Titel "Der E-Mobilitäts-Blackout." Oliver Wyman meint, dass unter den derzeitigen regulatorischen Rahmenbedingungen in deutschen E-Mobilitäts-"Hotspots" bereits in fünf bis zehn Jahren regelmäßig der Strom ausfallen könnte und ab 2032 damit flächendeckend in Deutschland zu rechnen ist. Gleichzeitig zeigt die Analyse eine Alternative zum konventionellen Netzausbau auf: die Flexibilisierung der Ladevorgänge. Hierfür müssen kurzfristig Rahmenbedingungen geschaffen werden, diese fehlen derzeit noch.

2035 wird mehr als jedes dritte Auto auf deutschen Straßen ein E-Auto sein. Für diese Menge an Elektromobilen ist das Niederspannungsnetz im deutschen Stromnetz nicht ausgelegt. In Stadtrandlagen mit einer hohen Affinität der Bevölkerung zur Elektromobilität wird bereits in fünf bis zehn Jahren eine E-Auto-Quote von 30 Prozent erreicht werden und damit zu punktuellen Stromausfällen führen, meint Thomas Fritz, Oliver Wyman-Partner und Autor der Analyse. Ein Rechenbeispiel für einen solchen lokalen E-Mobilitäts-"Hotspot" zeigt: Bei einer Ortsnetzgröße von 120 Haushalten reichen bereits 36 Elektroautos aus, um das Netz zu überlasten. Ohne vorbeugende Maßnahmen ist ab 2032 mit flächendeckenden Stromausfällen zu rechnen. Damit diese vermieden werden, müssten die Betreiber unter den aktuellen Rahmenbedingungen und bei einer Elektrifizierung von 50 Prozent der Automobile bis zu elf Milliarden Euro in den Ausbau ihrer Netze investieren. Thomas Fritz erklärt: "Für die Netzbetreiber besteht schon jetzt akuter Handlungsbedarf, da ein Netzausbau erhebliche Vorlaufzeiten und hohe Investitionen verlangt."

Die Autoren identifizieren in ihrer Analyse eine wirtschaftlich attraktive Alternative zum konventionellen Netzausbau: die Flexibilisierung der Ladevorgänge. Die Ladevorgänge von E-Autos sind in der Regel so kurz, dass diese die längste Zeit nachts am Netz angeschlossen sind, ohne aktiv geladen zu werden. Die meisten Ladevorgänge verfügen deshalb über eine zeitliche Flexibilität. Sie müssen nicht unbedingt in dem Moment starten, in dem das Auto an die Steckdose angeschlossen wird. Vielmehr kann der Ladevorgang auch später in der Nacht beginnen, ohne dass ein Elektroauto-Nutzer am nächsten Tag auf sein vollgeladenes Fahrzeug verzichten muss. Jörg Stäglich, ebenfalls Partner bei Oliver Wyman und Leiter des Energieteams: "Durch die Flexibilisierung wird die Netzauslastung über einen längeren Zeitraum verteilt, so dass es zu keiner Netzüberlastung kommt. Damit wird die Gefahr eines flächendeckenden Stromausfalls minimiert. Für die Umsetzung ist vor allem eine intelligente Softwarelösung notwendig."

Um die Vorteile des flexiblen Ladens einschätzen zu können, haben die Berater Szenarien mit unterschiedlich vielen Teilnehmern pro Ortsnetzknoten analysiert. Die Haupterkenntnis: Bereits wenn 30 Prozent der E-Auto-Besitzer am flexiblen Laden teilnehmen, sinkt die kritische Spitzenlast am Ortsnetzknoten signifikant. Sind es die Hälfte, wird der Grenzwert der integrierbaren Elektromobilitätsquote ohne Netzausbau von 30 Prozent auf 50 Prozent gesteigert. In diesem Fall kann jedes zweite Auto ein E-Auto sein, ohne dass es zu den gewöhnlichen Ladezeiten zu Engpässen im Verteilnetz kommt. Gelingt es den Netzbetreibern, mindestens 92,5 Prozent der Besitzer von E-Fahrzeugen für das flexible Laden zu gewinnen, wird ein Ausbau des Netzes überflüssig, selbst wenn die E-Auto-Quote 100 Prozent beträgt.

Energie-Experte Fritz erläutert: "Wenn ein Netzbetreiber eine hinreichend große Anzahl an E-Mobil-Besitzern von der Teilnahme am flexiblen Laden überzeugen kann und gleichzeitig entsprechende regulatorische Rahmenbedingungen in Deutschland geschaffen werden, ist das flexible Laden eine echte Alternative zum konventionellen Netzausbau."

Zahlreiche Studien zeigen: Elektromobilität auch in großem Ausmaß machbar

Österreichische Studien zeigen: Wenn ab sofort rund 20 Prozent aller Autos in Österreich elektrisch fahren, würde der Stromverbrauch um gerade einmal 3 Prozent steigen. Wenn man bedenkt, dass der „normale“ Zuwachs des Stromverbrauchs jährlich zwischen 1,5 und 3 Prozent liegt, ist das kein großes Problem. Für den Klimaschutz wichtig ist, dass dieser eventuelle Mehrbedarf rein aus Strom aus erneuerbaren Energiequellen gedeckt wird.

Elektromobilität auf lange Sicht: Laststeuernde Maßnahmen sinnvoll

Die Ergebnisse einer Studie der TU Graz zeigen ebenfalls, dass eine vollends ungesteuerte Ladung auf lange Sicht zu einer Überschreitung der Anschlussleistung führen kann. Durch laststeuernde Maßnahmen kann jedoch eine Überschreitung der maximal zulässigen Leistung verhindert werden.

Der Zusatzbedarf elektrischer Energie durch Elektromobilität bleibt bei den angenommenen Szenarien im unteren einstelligen Prozentbereich. Mit lastbeeinflussenden Maßnahmen kann eine Erhöhung der Lastspitzen vermieden werden. In einem Szenario der Studie, mit „realistischem Zuwachs“ mit rund 110.000 Elektro- und Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen im Jahr 2020, ergibt sich ein Jahresstrombedarf in der Größenordnung von 0,2 % (entspricht 121 GWh) vom prognostizierten Stromverbrauch. Im Falle der Aufbringung des Ladestrombedarfs aus erneuerbaren Energiequellen bedeutet dies ein Einsparungspotenzial von rund 200.000 t Kohlendioxid im Jahr 2020. Für das Maximalszenario 20 % Elektrofahrzeuge im Jahr 2020 (entspricht 900.000 Fahrzeugen) zeigt sich ein jährlicher Stromverbrauch von rund 1,5 % (1.072 GWh) und ein Emissionseinsparungspotenzial von bis zu 1,5 Mio. t CO2. Die Fortführung dieses Szenarios ergibt für das Jahr 2030 einen Fahrzeugbestand von 2,1 Millionen Elektro- und Plug-In-Hybrid-Fahrzeugen, deren Stromverbrauch rund 3 % des Gesamtstromverbrauchs (entspricht 2.471 GWh) beträgt. Das Emissionseinsparungspotenzial bei Aufbringung aus Strom aus erneuerbaren Energien, wurde für 2030 mit rund 3,6 Mio. Tonnen CO2 abgeschätzt.

Einfach Strom auf Parkplätzen erzeugen

Außerdem zeigt eine Studie der Universität für Bodenkultur (BOKU) in Wien, dass ein großer Teil des für zukünftige Elektromobilität benötigten Stroms ganz einfach durch Photovoltaik auf Parkplätzen erzeugt werden könnte. BOKU-Professor Andreas Muhar sagt: "Durch die Installation von Photovoltaik auf Parkplätzen wird die Nutzbarkeit sehr wenig beeinträchtigt - im Gegenteil, die AutofahrerInnen freuen sich über die Beschattung." Damit werden außerdem keine zusätzlichen Flächen verbraucht und die Energie wird genau dort erzeugt, wo sie auch verbraucht wird, unter der Annahme, dass Elektroautos während der Parkzeit problemlos laden könnten.

Eines scheint fix: Ohne Verkehrswende gibt es keine vollkommene Energiewende. Manche Studien gehen außerdem davon aus, dass die Zahl der Autos insgesamt, vor allem in städtischen Bereich, vehement sinken könnte. Nicht berücksichtigt wurde in der Analyse außerdem, dass auch für die Herstellung von Benzin oder Diesel im Schnitt etwa 1,2 bis 1,6 kWh Strom pro Liter verbraucht werden. Damit könnten so manche Elektroautos mit der dafür für ein fossiles Fahrzeug auf 100 km aufgewendeten Energie bereits rund 60 bis 80 km fahren.



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