Elektroautos als mobile Stromspeicher
Eine faszinierende Vorstellung: E-Autos könnten in Zukunft das Stromnetz entlasten, indem sie Energie speichern und später ins Netz zurückspeisen. So lassen sich auch Stromschwankungen ausgleichen. Netzbetreiber und Automobilhersteller forschen bereits daran.
Abends Strom tanken, morgens umweltfreundlich zur Arbeit fahren – das wünschen sich Besitzer von E-Autos. Die Weichen dafür sind gestellt: Immer mehr Windkraft- und Solaranlagen speisen ihre erneuerbaren Energien ins Stromnetz ein und machen den Kraftstoff für E-Autos klimafreundlicher. Mit dem Stromnetz steht ein starkes Rückgrat für die Ladeinfrastruktur zur Verfügung.
Doch der Boom bei erneuerbaren Energien hat eine Schattenseite: Windkraft- und Solaranlagen erzeugen den Strom stark wetterabhängig. Schon heute gibt es in Norddeutschland Phasen, in denen Windparks das Doppelte des benötigen Stroms ins Netz einspeisen. Engpässe im Stromnetz sind die Folge. „E-Autos können in solchen Phasen in Zukunft zum wertvollen Helfer für das Netz werden“, sagt Axel Kießling, beim Netzbetreiber TenneT für digitale Projekte in Deutschland verantwortlich. „Denn ihre Batterien speichern Energie.“
Mobile Speicher helfen Stromschwankungen auszugleichen
Kießlings Arbeitgeber ist einer von vier Übertragungsnetzbetreibern in Deutschland, deren Leitungen große Strommengen über weite Strecken transportieren. Sie sorgen auch dafür, dass das Stromnetz insgesamt stabil und zuverlässig arbeitet. Dabei kommen die Batterien von E-Autos ins Spiel: „Als mobile Speicher helfen sie dabei, Stromschwankungen auszugleichen und – den Netzausbau ergänzend – das Übertragungsnetz zu entlasten.“
Wie das funktioniert, erprobt TenneT derzeit gemeinsam mit dem Automobilhersteller Nissan und dem Unternehmen The Mobility House, das sich auf neuartige Lade- und Energiespeicher-Lösungen spezialisiert hat. Seit Sommer 2018 nutzen TenneT-Servicemitarbeiter in Nord- und Süddeutschland je vier batteriebetriebene Fahrzeuge der Marke Nissan Leaf für Dienstfahrten. Deren Batterien können an den Standorten sowohl aufgeladen werden, als auch Strom zurück ins Netz speisen und als mobile Speicher dienen. Experten sprechen von „bidirektionalem“ Laden. Lade- und Entladevorgänge werden digital gesteuert. Droht ein Engpass in einer der Überlandleitungen von TenneT, schlägt die Stunde der batteriebetrieben Pilotfahrzeuge. Sie speichern gezielt überschüssigen Strom – und können ihn bei Bedarf wieder zurück ins Netz speisen.
Für diese netzdienliche Nutzung, wie sie Experten bezeichnen, wird ein Teil der Batteriekapazität reserviert. Was sich in der Theorie einfach anhört, wirft in der Praxis viele Fragen auf. Zumal sich TenneT vorgenommen hat, den Einsatz der Batterien der Testfahrzeuge aufeinander abzustimmen. Das ist sinnvoll, wenn man einen Engpass in einer Stromleitung von Nord- nach Süddeutschland umgehen will: „Im Norden nehme ich Strom aus dem Netz, im Süden speise ich die gleiche Menge ein“, sagt Axel Kießling. „Wie aber schaffe ich es, dass hier ein Auto lädt und dort ein anderes zeitgleich entlädt? Welche Prozesse brauche ich? Welche Informationen müssen fließen?“ Das Pilotprojekt soll diese Fragen bis Ende 2019 beantworten. Dafür, sagt Kießling, seien acht E-Autos absolut ausreichend.
Mit flexiblen Speichern Kosten sparen
Am Ende des Weges – so die Vision – könnten Millionen von E-Autos ihreBatterien als mobilen Speicher netzdienlich einsetzen. Und dies, ohne dass die Mobilität eingeschränkt ist. Mit der Rückspeisung von Strom ins Netz könnten in Zukunft teure Maßnahmen vermieden werden, mit denen Verteilnetzbetreiber und auch Übertragungsnetzbetreiber wie TenneT bisher Engpässen im Netz begegnen. Sie greifen in den Betrieb von Erzeugungsanlagen ein, nehmen etwa Windkraftanlagen außerplanmäßig vom Netz und fahren konventionelle Kraftwerke an anderer Stelle hoch. Die Betreiber dieser Anlagen und Kraftwerke werden dafür entschädigt. Die Kosten lagen 2017 laut Bundesnetzagentur bundesweit bei 1,4 Milliarden Euro. Sie werden über die Netzentgelte letztlich von den Stromverbrauchern getragen.
»Als mobile Speicher helfen sie dabei, Stromschwankungen auszugleichen und – den Netzausbau ergänzend – das Übertragungsnetz zu entlasten.«
Axel Kießling, Leiter für digitale Projekte bei TenneT
Vorausschauende Weiterentwicklung des Netzes
Vom netzdienlichen Potenzial der E-Autos als mobile Speicher ist auch Dr.-Ing. Michael Fette überzeugt. Der Unternehmer und Privatdozent ist Spezialist für alle Fragen des Netzmanagements und engagiert sich im Forum Netzbetrieb/Netztechnik im VDE (VDE FNN). Die mehr als 450 Mitglieder des Forums, zu denen auch TenneT gehört, sorgen gemeinsam dafür, dass das Stromnetz sicher betrieben wird und wollen es vorausschauend weiterentwickeln. Gemeinsam legen sie technische Regeln für das Energieversorgungssystem fest. „Wir brauchen im Netz dringend Möglichkeiten, den Stromverbrauch flexibler zu gestalten, um mit den wetterbedingten Schwankungen bei der Stromerzeugung besser umzugehen“, sagt Fette. „E-Autos bieten sie – und können damit zum Erfolg der Energiewende beitragen.“
Er schaut dabei nicht nur auf die Übertragungsnetze, sondern auch auf die Verteilnetze, die auf regionaler und lokaler Ebene Strom aufnehmen und zu Haushalten und Unternehmen transportieren. Dort werden die Ladeeinrichtungen für E-Autos angeschlossen. Auch dort können die E-Fahrzeuge dem Energiesystem helfen, indem sie zeitlich flexibel Strom laden und speichern. „Das vermeidet hohe Belastungen etwa am frühen Feierabend, wenn viele Autofahrer gleichzeitig laden wollen“, so Fette.
VDE FNN bringt Beteiligte an einen Tisch
E-Mobilität müsse von Anfang an richtig ins Energiesystem eingebunden werden, mahnt der Experte. Das erfordere ein koordiniertes Vorgehen, wie es VDE FNN ermögliche. Insbesondere Gespräche zwischen Netzbetreibern und Automobilherstellern seien nötig, um sich auf technische Anforderungen, etwa an Batterien, und intelligente Ladesysteme zu verständigen. Pilotprojekte, wie das von TenneT, Nissan und The Mobility House, sind ein erster Schritt auf diesem Weg. „Wir beginnen, die technischen Herausforderungen zu verstehen“, sagt TenneT-Experte Kießling.
Das von ihm vorangetriebene Projekt leistet aber auch in anderer Weise Vorarbeit. „Die Ergebnisse sollen dazu beitragen, den rechtlichen Rahmen für das netzdienliche Laden von E-Autos zu gestalten“, so Kießling. Noch sind dort einige Hürden zu nehmen. Darüber hinaus ist zu klären, wie Autobesitzer vergütet werden, wenn sie einen Teil der Batteriekapazitäten als mobile Speicher für das netzdienliche Laden zur Verfügung stellen. Fest steht nur: Es soll sich lohnen – und auch dadurch E-Mobilität noch attraktiver machen.
