Flexibles Laden hilft dem Stromnetz

Verkraftet das Stromnetz Millionen Elektroautos? Klar, wenn sie nicht alle gleichzeitig mit hoher Leistung laden. Und Netzbetreiber eingreifen können, wenn es eng wird. „Dafür müssen wir heute die Weichen stellen“, sagt FNN-Experte Dr.-Ing. Ingo Diefenbach.

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Eine Million E-Autos auf Deutschlands Straßen – im Jahr 2022 könnte es so weit sein, prophezeien die Experten der Nationalen Plattform Elektromobilität. Danach könnte es Schlag auf Schlag gehen. Bis 2030 vielleicht sogar rauf auf sechs Millionen Fahrzeuge mit Elektroantrieb. Toll für die Luft in den Städten, aber auch gut für das Stromnetz? Das muss den Strom zu den vielen Tausend neuer Ladestationen zu Hause, beim Arbeitgeber oder an den Autobahnen transportieren. „Vor allem die Netze in den Städten sind gefordert“, sagt Ingo Diefenbach, Leiter Qualität und Sicherheit bei der Westnetz GmbH. Sie betreibt regionale und lokale Stromnetze auf einer Länge von 182.000 Kilometern. Diefenbach engagiert sich zudem im Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (VDE|FNN) für die optimale Integration der Elektromobilität ins Stromnetz. „Jedes neue Elektroauto ist zunächst einmal ein zusätzlicher Stromverbraucher, der das Netz belasten kann“, sagt er. „Doch E-Autos können dem Stromnetz auch helfen, wenn ihre Nutzer flexibel laden.“ Was heißt das? Der Reihe nach.

FNN-Experte Dr.-Ing. Ingo Diefenbach
FNN-Experte Dr.-Ing. Ingo Diefenbach

Wie E-Autos die lokalen Stromnetze herausfordern

Morgens wird zu Hause Kaffee gekocht, vormittags läuft die Waschmaschine, abends wird warm gegessen. Typische Anlässe, zu denen Strom verbraucht wird. Die Transformatoren im lokalen Stromnetz sind darauf eingerichtet, privaten Haushalten die jeweiligen Strommengen zur Verfügung zu stellen. Sie schaffen das, selbst wenn zusätzlich – wie in der aktuellen Startphase der Elektromobilität – das eine oder andere Elektroauto Strom tankt. Problematisch könnte es allerdings werden, wenn in einem Stadtviertel viele Elektroautos mit relativ hoher Leistung zur gleichen Zeit laden, etwa nach Feierabend. Bevor die Transformatoren überlasten, würden die Sicherungen rausfliegen – Stromausfälle wären die Folge.

Was eine Anmeldepflicht für Ladestationen bringt

Um in den kommenden Jahren Stromausfälle durch E-Autos zu vermeiden, beginnen Netzbetreiber schon heute damit, die Verteilnetze auf die steigenden Leistungsanforderungen vorzubereiten. „Um für Millionen neue Elektroautos gewappnet zu sein, müssen sie aber genau wissen, wo Hausbesitzer oder Unternehmen Ladestationen für diese Fahrzeuge planen“, sagt Ingo Diefenbach. Dafür hat VDE|FNN eine bundesweite Anmeldepflicht von Ladeeinrichtungen mit mehr als 3,6 Kilowatt Leistung definiert.

»Weniger neue Transformatoren, weniger zusätzliche Netzkilometer, dafür mehr Effizienz im Stromsystem.«

Wie flexibles Laden die Netze entlastet

Die Fahrer von Elektroautos selbst können aber auch dazu beitragen, die Netze zu entlasten. Um das zu erklären, greift Ingo Diefenbach zu einem Vergleich: „Stellen Sie sich vor, es ist Ferienzeit. Und alle Eltern mit schulpflichtigen Kindern in Deutschland würden sich zur gleichen Zeit mit dem Auto auf den Weg in den Urlaub machen. Chaos wäre die Folge.“ Was wird dagegen unternommen? Die Ferien in den Bundesländern beginnen zeitversetzt. „So wird die bestehende Infrastruktur besser ausgelastet und wir brauchen nicht hunderte zusätzliche Autobahn-Kilometer.“ Zudem werden die Fahrer über den Verkehrsfunk regelmäßig über die Stau-Lage informiert, sodass sie Zeiten mit maximaler Belastung meiden können. Übertragen auf das Laden eines Elektroautos: Nicht alle laden gleichzeitig, sondern zeitversetzt. „Und für den Fall, dass es dennoch eng werden könnte, kommunizieren die Beteiligten miteinander.“ Klingt einleuchtend. Zumal E-Autofahrer von alldem im Alltag davon kaum etwas mitbekommen sollen. Denn diese Steuerungs- und Kommunikationsprozesse sollen selbstständig im Hintergrund laufen, wenn das Auto an der Ladestation hängt. Wichtig ist: Wenn das Auto wieder benötigt wird, also etwa am nächsten Morgen, ist die Batterie aufgeladen.

Welche Hürden dafür zu nehmen sind

Bis aber viele Millionen E-Autofahrer auf diese Weise „netzdienlich“ laden, sind noch einige Hürden zu nehmen. So ist es am Gesetzgeber, optimale Rahmenbedingungen für das zeitversetzte, flexible Laden zu schaffen. Vor allem geht es um stärkere Anreize für Autofahrer, sich daran zu beteiligen. Zudem sind sowohl Automobilhersteller als auch Ladestationshersteller gefordert, technisch zu ermöglichen, dass Fahrzeuge mit der Ladestation und dem Stromnetz kommunizieren, um Ladevorgänge zu verschieben. „Noch tun sich einige Hersteller schwer damit“, sagt Ingenieur Diefenbach.

»Elektroautos könnten sogar dabei helfen, erneuerbare Energien besser ins Stromsystem zu integrieren.«

Wie Elektroautos dabei helfen, erneuerbare Energien ins Stromsystem zu integrieren

Könnten sich Auto, Ladestation und Stromnetz auf Ladezeiten verständigen, wäre es nicht nur möglich, das lokale Netz zu entlasten. Ladevorgänge könnten auch in Zeiten verlegt werden, in denen besonders viel Strom aus Windkraft- und Solaranlagen zur Verfügung steht. Diese Anlagen speisen Strom wetterbedingt stark schwankend ins Netz ein. Wenn es auf der anderen Seite Stromverbraucher gäbe, die darauf flexibel reagieren, würde das gesamte Stromsystem effizienter werden. „So könnten Elektroautos sogar dabei helfen, erneuerbare Energien besser ins Stromsystem zu integrieren“, sagt Ingo Diefenbach.

Wie Stromkunden langfristig profitieren

„Weniger neue Transformatoren, weniger zusätzliche Netzkilometer, dafür mehr Effizienz im Stromsystem – das bedeutet unter dem Strich langfristig weniger Belastungen für alle Stromkunden“, sagt Diefenbach. „Schließlich tragen sie die Kosten für Netzausbau und Netzbetrieb ja über ihre Stromrechnungen.“ Für den FNN-Experten steht fest: „Damit wir langfristig sparen, müssen Politik, Energie- und Automobilwirtschaft heute die Weichen stellen.“

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