Elektromobilität braucht schlaues Netz

Wie verkraftet das Verteilnetz immer mehr Elektrofahrzeuge?

Die Zukunft der Mobilität ist elektrisch. Und wie verkraftet das lokale Verteilnetz die zunehmende Anzahl der stromladenden Elektrofahrzeuge? Was passiert, wenn viele Fahrzeuge gleichzeitig Strom laden wollen? Über die Leistungsfähigkeit des Verteilnetzes und den Umfang eines notwendigen Ausbaus gibt es unterschiedliche Meinungen. Nach unseren Erkenntnissen ist die Frage der Dimension des Netzausbaus vor allem davon abhängig, wie stark die Akteure zusammenarbeiten – das wird durch aktuelle Untersuchungen gestützt.

Ausbau der Elektromobilität – eine bedeutende Aufgabe für die Verteilnetzbetreiber

Zu einer klimafreundlichen Energie- und Verkehrspolitik gehört über kurz oder lang die Elektromobilität. Die Bundesregierung verfolgt nach wie vor das Ziel, bis 2020 eine Million Elektrofahrzeuge auf die deutschen Straßen zu bringen, um die Klimaschutzziele zu erreichen. Experten gehen allerdings davon aus, dass sich das angestrebte Ziel um mindestens zwei Jahre verschieben wird.

Unabhängig davon: Mit dem Wechsel der Antriebstechnologie von Verbrennungsmotoren hin zu Elektroantrieben steht nicht nur die Automobilbranche vor enormen Veränderungen. Der Ausbau der Elektromobilität ist auch eine bedeutende Aufgabe für die Verteilnetzbetreiber.

Ein Boom bei E-Autos bedeutete neben der Integration der erneuerbaren Energien eine zusätzliche Herausforderung für das Stromnetz. Da praktisch alle Ladevorgänge im Verteilnetz stattfinden, muss insbesondere die Niederspannungsebene zusätzlichen Bedarf bedienen.


Studien zeigen: Smarte Lösungen können zur Entlastung beitragen

innogy ist jedoch auf Basis verschiedener Studien davon überzeugt, dass der massenhafte Durchbruch der Elektromobilität das Verteilnetz zwar be- aber nicht überlasten würde. Teilweise kann er sogar entlasten. Und zwar deshalb:

Der höhere Strombedarf durch E-Fahrzeuge ist kein Problem, solange sich die resultierenden neuen Lastspitzen nicht mit den bereits vorhandenen Lastspitzen anderer Verbraucher überlagern. Im Gegenteil: Smarte Lösungen können sogar zur Entlastung der Verteilnetze beitragen und für den Kunden wirtschaftlich sein, wenn etwa lokal erzeugter Photovoltaik (PV)-Strom zum Laden von Elektroautos genutzt und damit der Eigennutzungsanteil von PV-Strom erhöht wird.

Die Energiemenge der zu erwartenden Elektrofahrzeuge ist keinesfalls die kritische Größe. Der durchschnittliche tägliche Energiebedarf pro Elektrofahrzeug liegt im Durchschnitt bei etwa 7 kWh. Selbst wenn man von 40 Millionen Elektrofahrzeugen in Deutschland ausgeht (dies ist fast der gesamte aktuelle PKW-Bestand in Deutschland), läge der Mehrbedarf an Strom nur bei 16% (plus 90 TWh pro Jahr) im Vergleich zum aktuellen Jahresstromverbrauch (ca. 550 TWh). Diese zusätzliche Strommenge könnten die vorhandenen Netze technisch verkraften. Zudem erfolgt der Ausbau der Elektromobilität sukzessiv, da nicht alle Nutzer gleichzeitig auf die neue Technologie umstellen werden.


Intelligente Steuerung der Stromflüsse durch Datenanalyse

Die Herausforderung ist aber: Koordinierung der Ladevorgänge. Der Schlüssel ist die Vermeidung von Gleichzeitigkeiten.

Eine Möglichkeit, dieser neuen Herausforderung zu begegnen, wäre der klassische Netzausbau mit Kupfer und Aluminium. Diese Lösung wäre jedoch volkswirtschaftlich ineffizient. Dies sagen auch neueste Studienergebnisse. Nötig ist vielmehr eine intelligente Orchestrierung der Stromflüsse. Nach einer Studie des Beratungsunternehmens Consentec lässt sich die Anzahl von Ladevorgängen, die heute bereits auf Basis des bestehenden Verteilnetzes durchgeführt werden können, durch intelligente Steuerung auf das Zehnfache erhöhen.

Wenn die Elektromobilität weiter Fahrt aufnimmt, müssen Elektrofahrzeuge und Netzinfrastruktur perfekt zusammenspielen. Wie soll das erreicht werden?

Von den E-Fahrzeugen werden Daten über die benötigte Energiemenge und Leistung zeitgenau erfasst, die von den Automobilherstellern heute schon analysiert werden. Doch die Verteilnetzbetreiber benötigen diese Daten, um Ladevorgänge zu steuern und den Netzausbau zu optimieren, d.h. weniger teure Leitungen verlegen zu müssen. Nur so kann die Einbindung der Elektromobilität volkswirtschaftlich sinnvoll erfolgen.

Die zwischen Energie- und Automobilwirtschaft abgestimmte Norm (ISO15118) über Umfang und Art der Datenweitergabe müsste daher konsequent umgesetzt werden! Diese Norm wurde entwickelt, um eine bidirektionale Kommunikation zwischen Fahrzeug und Ladepunkt zu standardisieren. Die Ladeinfrastruktur von innogy entspricht dieser Vorgabe. Allerdings ist sie bisher in den wenigsten Fahrzeugen umgesetzt. Die Nutzung der ISO 15118 vereinfacht zudem den Ladevorgang, da eine Authentifizierung mittels Zugangskarte entfallen kann. Die entsprechenden Daten können dann einmalig im Fahrzeug gespeichert werden. Energie- und Leistungsbedarf können über diese Schnittstelle einfach kommuniziert werden. Außerdem: Der Kunde kann derzeit weder an der Nutzung seiner Daten wirtschaftlich partizipieren noch die Datenfreigabe überhaupt steuern. Der Kunde selbst sollte aber darüber entscheiden, ob und wer aus seinen Fahrzeugdaten einen Nutzen zieht. Dafür fehlt allerdings heute noch der passende regulatorische Rahmen.

Fazit

Es besteht kein generelles Problem bei der Integration der Elektromobilität in das Verteilnetz. Um den neuen Herausforderungen zu begegnen, müssen jedoch einige Voraussetzungen erfüllt werden. Die technische Lösung – und das nicht nur mit Blick auf die Elektromobilität – lautet „Digitalisierung der Verteilnetze“. Nötig sind dazu verlässliche Rahmenbedingungen für Innovationen.

Was aus unserer Sicht helfen würde:

  • Zur Umsetzung von Innovationen muss die Investitions- und Innovationsbereitschaft der Netzbetreiber gestärkt werden. Dazu sind die richtigen Anreize über Netzentgelte nötig, um intelligente Technik einzusetzen und unnötigen Netzausbau zu vermeiden.

  • Das intelligente Verteilnetz der Zukunft muss die Flexibilität von Energielieferanten und -verbrauchern nutzen. Hierfür sind Flexibilitätsanreize notwendig.

  • Je besser der Datenaustausch zwischen Fahrzeugen und Netz, desto günstiger kann die Einbindung der Elektromobilität erfolgen. Deshalb muss die Norm ISO15118 konsequent von den Fahrzeugherstellern umgesetzt werden.

Ihr innogy Politik-Team

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