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Kein Erdölverbrauch, kein Kohlendioxidausstoß, kein Lärm – auf dem Elektroauto ruhen die Hoffnungen für eine saubere, menschengerechte und klimaschonende Mobilität der Zukunft. Doch ist auch das Stromnetz bereit, Millionen E-Autos zu versorgen?
83.175 komplett batteriebetriebene Elektroautos waren Anfang des Jahres auf Deutschlands Straßen unterwegs, teilte die Zulassungsstelle mit. Eine Million sollten es eigentlich im kommenden Jahr sein – das hatte die Bundesregierung schon zu Beginn dieses Jahrzehnts verkündet. Erreichen wird Deutschland dieses Ziel wohl nicht – und vielleicht ist das auch gut so. Denn wenn in Zukunft Millionen strombetriebener Fahrzeuge über die Straßen der Republik rollen und ihren Energiehunger an den Ladestationen stillen, könnte es eng werden in den Stromnetzen. Der Grund: Vor allem in reinen Wohnvierteln und ländlichen Gebieten sind die Transformatoren darauf ausgelegt, jedem Haushalt maximal vier Kilowatt Leistung zur selben Zeit zur Verfügung zu stellen. Einfache E-Auto-Ladevorrichtungen verlangen aber schon 3,7 Kilowatt; Wallboxen zwischen 11 und 22 Kilowatt. Laden nun mehrere Elektroautos zum Beispiel nach Feierabend parallel mit hoher Leistung, steigt die nachgefragte Leistung sprunghaft an. So manches Stromnetz gerät an seine Kapazitätsgrenze – ein Stromausfall droht.
Wallboxen ziehen zu viel Strom
Zwar wird der Strombedarf auch mit einer kontinuierlich steigenden Zahl an Elektroautos in den kommenden Jahren nicht signifikant steigen. “Selbst bei einer Million E-Autos steigt der Stromverbrauch in Deutschland dadurch nur um rund ein halbes Prozent”, stellt Selma Lossau, Leiterin Netzintegration Elektromobilität beim Netzbetreiber Netze BW, klar. Das Problem besteht aber darin, dass viele Autobesitzer mit den leistungsstarken Wallboxen gleichzeitig auf die Netzkapazität zugreifen. So nutzen E-Autofahrer zum Laden bevorzugt gerade die Zeiten, in denen das Auto über mehrere Stunden stillsteht. Laut einer Erhebung des Autoherstellers Mercedes werden 80 bis 90 Prozent aller Ladevorgänge zu Hause oder am Arbeitsplatz ausgeführt.
Ab welcher E-Auto-Zahl jedoch Engpässe in den Netzen oder gar Blackouts drohen, lässt sich nicht pauschal sagen. “Das hängt unter anderem davon ab, wie viele Autos in den einzelnen Netzen parallel laden. Und von deren Zustand – manche sind gut ausgebaut, andere weniger”, erklärt Bernhard Ernst, Netzexperte beim Fraunhofer-Institut für Energiewirtschaft und Energiesystemtechnik (IEE), gegenüber Spiegelonline. Die Angst vor einem Kollaps des Stromnetzes habe jedoch bereits dazu geführt, dass Eigentümer von Mehrfamilienhäusern Mietern untersagt haben, eine weitere Wallbox zu installieren, wenn bereits eine vorhanden war. Zudem gibt es sicherheitshalber eine Meldepflicht für Ladestationen gegenüber dem zuständigen Netzbetreiber.
Netzbetreiber bestimmt Tankzeitpunkt
Verhindern lassen sich solche Stromengpässe, indem Netzbetreiber die bestehenden Netzkapazitäten besser nutzen. Möglich ist das zum Beispiel durch das Anpassen der Ladevorgänge an die Auslastung der lokalen Netze. Denn gerade während der Arbeitszeiten und nach Feierabend haben Autofahrer im Durchschnitt bis zu sieben Stunden Zeit, ihr Elektroauto zu betanken. In diesem Szenario laden die Batterien nicht sofort, sobald der Stecker in der Wallbox landet. Der Strom fließt erst dann, wenn die Netzbetreiber das zulassen. Lediglich den Rahmen geben die Autofahrer vor – zum Beispiel, indem sie bestimmen, wann der Akku vollständig geladen sein muss. “Eine intelligente, netzdienliche Steuerung ist ein sinnvolles Instrument, um unabhängig von der Netzsituation schnell neue Ladestationen anschließen zu können”, erklärt Stefan Kapferer gegenüber der Süddeutschen Zeitung. “Zudem trägt es längerfristig gesehen dazu bei, den Netzausbaubedarf zu verringern,” so der Hauptgeschäftsführer des Bundesverbands der Deutschen Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) weiter.
Darüber hinaus müssen die Netzbetreiber in den kommenden Jahren zusätzliche Kabel legen und die Transformatoren aufrüsten. “Wenn die Elektromobilität richtig Fahrt aufnimmt, kommen wir nicht umhin, zahlreiche Ortsnetze auszubauen”, mahnt Kapferer. Doch ein solcher Netzausbau koste viele Milliarden Euro und brauche zudem Zeit.
Elektroautos als Stromspeicher
Für den Ausbau der erneuerbaren Energien im Zuge der Energiewende können die Elektroautos und vor allem ein reicher Fundus an Ladestationen aber auch von Vorteil sein. Denn die strombetriebenen Fahrzeuge könnten in einigen Jahren als Stromspeicher auf vier Rädern fungieren. Die Idee dahinter: Elektroautos nehmen nicht nur Strom aus dem Netz auf, sondern geben ihn auch wieder ab, wenn er aufgrund der Versorgungsschwankungen der volatilen erneuerbaren Energien dringend gebraucht wird. Per Software werden beim sogenannten Vehicle-to-Grid-Prinzip – dem Auto-zu-Netz-Prinzip – die Auto-Akkus wie ein virtuelles Kraftwerk zusammengeschaltet. Produzieren Wind und Sonne viel Energie, saugen sie sich automatisch voll; herrscht Ebbe im Stromnetz, speisen sie den Saft aus ihren Akkus wieder ein. Für beide Vorgänge zahlt der Netzbetreiber Geld. Die Autofahrer setzen lediglich den Mindestwert fest, den sie brauchen, um mit ihrem Stromer flexibel zum nächsten Termin oder nach Hause zu fahren.
Voraussetzung dafür ist natürlich, dass sowohl die Akkus der Elektroautos als auch die Ladestationen das bidirektionale Laden unterstützen. Außerdem müssten in diesem Szenario parkende Elektroautos ständig mit dem Stromnetz verbunden sein. Dafür müsste also jeder Parkplatz mit einer Ladestation ausgestattet sein – oder mit Induktionsspulen im Boden, die über die Räder automatisch auf den Akku zugreifen. Damit Vehicle-to-Grid funktioniert, braucht es also noch einige Investitionen. Sind die aber erst einmal getätigt, könnten Elektroautos “in Zukunft helfen, das Stromnetz zu stabilisieren. Zum Beispiel, wenn es darum geht, Transportengpässe aufzulösen”, ist sich auch Ulrike Hörchens, Sprecherin des Stromnetzbetreibers Tennet, sicher.
