Elektromobilität in Zeiten der Energiewende

Die Energiewende stellt uns vor neue Herausforderungen. Wie können Elektroautos dabei unterstützen?

Datum:

02.09.2019

Lesezeit:

3 min

Text:

Paloma Mariaca De Mesa, Energiewirtschaft & Ladeinfrastruktur eeMobility

Foto:

Thomas Richter on Unsplash.com
  • Vor welchen Herausforderungen stehen wir bei der Energiewende
  • Welche modernen Technologien gibt es zum Speichern von Strom
  • Welche Schlüsselrolle spielt die Elektromobilität dabei

Im Rahmen der Energiewende steht das deutsche Energiesystem zunehmend vor großen Herausforderungen. Schließlich müssen sich das Angebot (Erzeugung) und die Nachfrage (Last) nach Strom die Waage halten. Doch die Erzeugung erfolgt zunehmend dezentral und ist aufgrund der Volatilität von Wind und Sonne schwer prognostizierbar.

Die Konsequenz sind zweierlei Extreme: Lastspitzen, die mit Backup-Kapazitäten und Speichertechnologien abgefangen werden müssen, und die vermehrte Produktion von Überschussstrom. Um das Gleichgewicht im Stromnetz zu wahren, muss dieser Überschussstrom zwangsläufig verbraucht werden. Wir vollziehen demnach einen Wandel weg von einer bedarfsorientierten Erzeugung, hin zum erzeugungsabhängigen Bedarf.

Im Gleichgewicht bleiben

Um nun die Stabilität und Versorgungssicherheit des Stromnetzes zu gewährleisten, wird jetzt viel mehr Flexibilität benötigt. Das bedeutet im Idealfall, Strom immer dann zu verbrauchen, wenn gerade viel davon im Netz ist, also viel produziert wird. Wenn er knapper ist, sollte weniger verbraucht werden. Doch wie kann man dies umsetzen, ohne auf Komfort zu verzichten? Zudem ist auch der Netzausbau hierbei von großer Bedeutung, um lokale Engpässe zu vermeiden oder Strom über große Distanzen zu transportieren. Das prominenteste Beispiel ist die viel diskutierte Nord-Süd-Trasse, die erzeugungsstarke Küstenregionen mit den verbrauchsstarken Metropolregionen weiter im Süden verbinden soll.

Vergleich 2009/2019: deutliche Entwicklung hin zu erneuerbaren Energien (Quelle: eeMobility)

Die Lösung: Flexible Last & Speichertechnologien

Schon seit Langem unterstützen Speichertechnologien wie z. B. Pumpspeicherkraftwerke dabei, einen Ausgleich von Stromerzeugung und -nachfrage zu schaffen. Von der Grundidee funktionieren sie wie stationäre Batteriespeicher. Sie speisen im Bedarfsfall Strom ins Netz ein, den sie diesem vorher entnommen haben. Das Prinzip ist selbstverständlich ein anderes und im Anwendungsfall helfen Batteriespeicher vor allem bei kleineren Abweichungen von Angebot und Nachfrage.

Vernetzung von Strom-, Wärme- und Mobilitätsektor

Zu den bestehenden Technologien kommen neue dazu, wie zum Beispiel sogenannte Power-to-X-Technologien oder flexible Lasten (Demand-Side-Management). Power-to-X-Technologien dienen insbesondere einer besseren Vernetzung von Strom-, Wärme- und Mobilitätsektor (Sektorenkopplung). Hierbei geht es um Technologien, die Strom – am besten Überschussstrom – in Wärme oder gasförmige und flüssige Kraftstoffe umwandeln. Bei manchen dieser Technologien kann eine Rückumwandlung in Elektrizität erfolgen. Ein Fall davon wäre die Umwandlung von Überschussstrom zu Wasserstoff (Power-to-Gas). Ein nächstes Beispiel ist die Umwandlung von Strom zu Wärme (Power-to-Heat), die danach in Fernwärmenetze eingespeist werden kann, um somit Gebäude zu heizen oder zu kühlen. 

Was ist Demand-Side-Management?

Flexible Verbraucher sollen Strom immer dann verbrauchen, wenn Sonne und Wind zu viel Strom erzeugen. In diesem Bereich gibt es das so genannte Demand-Side-Management. Hier geht es darum, Stromverbräuche zeitlich zu verschieben oder diese kurzzeitig zu unterbrechen (Lastverschiebung und Lastabschaltung). Dies können kleine Verbraucher im Haushalt, große Verbraucher wie Schmelzöfen in der Aluminiumindustrie sowie Elektroautos sein.

Die Rolle der Elektromobilität

In dieser sich im Wandel befindlichen Energielandschaft spielt nun auch die Elektromobilität eine immer größere Rolle. Aufgrund ihrer Emissionslosigkeit sind Elektroautos ohnehin schon Teil der Verkehrswende. Doch auch in der Garage können sie, im Gegenteil zum konventionellen Diesel- oder Benzinauto, eine sinnvolle Rolle für die Gesellschaft übernehmen. Durch die langen Standzeiten von Autos und die Tatsache, dass bei Elektrofahrzeugen 80 % der Ladevorgänge zu Hause stattfinden, bietet die Elektromobilität ein großes Potenzial für Lastverschiebungen.

„Großer Beitrag zur Energiewende“

Dazu bedarf es allerdings einer intelligenten Steuerung ihrer Ladevorgänge. Gibt es diese Intelligenz nicht, kann die Elektromobilität auch zur unerträglichen Last für das Stromnetz werden. Spielt man jedoch ihre Stärken aus, kann sie als flexible Last und in Zukunft sogar als mobiler Speicher einen großen Beitrag zur Energiewende leisten.

Elektroautos als mobile Speicher durch Vehicle-to-Grid

Bidirektionales Laden ist das Laden in beide Richtungen. Mithilfe einer speziellen Wallbox kann Strom ins Auto geladen werden, im Akku gespeichert und bei Bedarf auch wieder abgegeben werden. Wenn das bidirektionale Laden marktreif ist, können Elektrofahrzeuge hierdurch also als mobile Speicher dem Stromsystem nicht nur beim Stromüberschuss helfen, sondern auch bei Lastspitzen Strom ins Netz einspeisen (Vehicle-to-Grid). Die räumliche Verteilung und der verhältnismäßig geringe Einfluss eines jeden einzelnen Autos machen jedoch eine Bündelung ihrer Batteriekapazitäten notwendig. Und wer könnte dies besser verwalten als ein Mobilitätsdienstleister mit einem riesigen Pool aus Dienstwagenflotten, verteilt über ganz Deutschland?

Die Schlüsselrolle der Elektromobilität

Die Energiewende ist ohne sektorenübergreifende Verbindungen von Strom, Wärme und Verkehr nicht mehr denkbar. In diesem Rahmen wird die Elektromobilität eine signifikante Schlüsselrolle bei der Dekarbonisierung des Energiesystems spielen. Ein Meilenstein in der Mobilitätsentwicklung. Sind Sie dabei?