Skip to main content
main-content

30.01.2018 | Elektrofahrzeuge | Im Fokus | Onlineartikel

Elektroautos könnten das Stromnetz überlasten

Autor:
Christiane Köllner

Bereits 2035 könnte jedes dritte Auto auf deutschen Straßen ein Elektroauto sein. Jedoch ist das Niederspannungsnetz für diese Menge an E-Autos nicht ausgelegt. Die Lösung: flexible Ladevorgänge.

Auf einen Elektroauto-Boom ist das deutsche Stromnetz nicht ausreichend vorbereitet. Ab einer E-Auto-Quote von 30 Prozent komme es in Deutschland zu Engpässen bei der Stromversorgung, heißt es in einer Studie, die die Technische Universität München für die Unternehmensberatung Oliver Wyman erstellt hat. Unter den derzeitigen regulatorischen Rahmenbedingungen könnte in deutschen E-Mobilitäts-"Hotspots" bereits in fünf bis zehn Jahren regelmäßig der Strom ausfallen – ab 2032 sei damit flächendeckend in Deutschland zu rechnen. Notwendig seien bis zu elf Milliarden Euro für den Netzausbau – und die Flexibilisierung der Ladevorgänge. 

Empfehlung der Redaktion

01.12.2017 | Technik | Ausgabe 12/2017

Herausforderung Elektromobilität für die Niederspannungsnetze — ein Bericht aus der Praxis

Die stark zunehmende Zahl der Elektrofahrzeuge in Vorarlberg, Österreich, stellt die Niederspannungsnetze
vor große Herausforderungen. Bereits bei geringen Durchdringungsraten kann es
zu Grenzwertverletzungen bezüglich der Spannungen und Kabelauslastungen kommen. Besonders die steigenden Leistungsspitzen werden zukünftig hohe Netzinvestitionen mit sich bringen.

Mittel- und Niederspannungsnetze eher stiefmütterlich behandelt

2035 werde mehr als jedes dritte Auto auf deutschen Straßen ein E-Auto sein, so die Studie. Für diese Menge an Elektromobilen sei das Niederspannungsnetz im deutschen Stromnetz nicht ausgelegt. In Stadtrandlagen soll bereits in fünf bis zehn Jahren eine E-Auto-Quote von 30 Prozent erreicht werden, weiß Thomas Fritz, Oliver-Wyman-Partner und Autor der Analyse. Bei einer Ortsnetzgröße von 120 Haushalten reichten bereits 36 Elektroautos aus, um das Netz zu überlasten. 

Die wachsende Anzahl elektrisch angetriebener Autos bedroht damit nach Einschätzung der Studien-Autoren die Stabilität der Stromversorgung und setzt die Netzbetreiber unter erheblichen Handlungsdruck. Diese sind, glaubt man den Springer-Autoren Ernst Schmautzer und Mike Alexander Lagler, der Modernisierung der Mittel- und Niederspannungsnetze nicht konsequent genug nachgekommen. 

Mittel- und Niederspannungsnetze wurden hinsichtlich effizienter Netzplanung, koordiniertem Ausbau, flexiblem Betrieb und vorausschauende Investitionen eher stiefmütterlich behandelt", erklären Schmautzer und Lagler im Artikel Neue Anforderungen an die Mittelspannungs- und Niederspannungs-Stromversorgung im städtischen und ländlichen Raum aus der e & i Elektrotechnik und Informationstechnik 8/2017

Grund dafür sei wahrscheinlich der Umstand, dass bei traditioneller Dimensionierung, Ausführung und Betrieb keine nennenswerten Versorgungsprobleme auftraten und sowohl die Fehlerhäufigkeit als auch die Nichtverfügbarkeit niedrig waren und sind. Mit der Elektromobilität tritt nun ein zusätzlicher und leistungsintensiver Verbraucher auf die Bühne.

Flexibilisierung der Ladevorgänge als Alternative zum Netzausbau

Allerdings setzen die Oliver-Wyman-Analysten nicht auf den Netzausbau, um Stromausfälle durch steigende Elektromobilität zu verhindern. Sie haben in ihrer Analyse eine wirtschaftliche Alternative identifiziert: die Flexibilisierung der Ladevorgänge. Die meisten Ladevorgänge verfügten über eine "zeitliche Flexibilität", heißt es in der Studie. Sie müssten nicht unbedingt in dem Moment starten, in dem das Auto an die Steckdose angeschlossen wird. Vielmehr könne der Ladevorgang auch später in der Nacht beginnen, ohne dass ein Elektroauto-Nutzer am nächsten Tag auf sein vollgeladenes Fahrzeug verzichten müsse. Für die Umsetzung sei vor allem eine intelligente Softwarelösung notwendig. Auf intelligente Ladesysteme setzt auch Springer-Autor Reinhard Nenning: 

Um eine volkswirtschaftlich sinnvolle Entwicklung der Elektromobilität zu ermöglichen, muss eine großflächige Ladestrategie entwickelt werden. Hierbei müssen Konzepte zum Laden in Bereichen öffentlich/halböffentlich, Wohnanlagen/Arbeitsplatz und Einfamilienhäuser entwickelt werden", empfiehlt er im Artikel Herausforderung Elektromobilität für die Niederspannungsnetze – ein Bericht aus der Praxis aus der Wasserwirtschaft 12/2017.

Um die Vorteile des flexiblen Ladens einschätzen zu können, haben die Oliver-Wyman-Berater Szenarien mit unterschiedlich vielen Teilnehmern pro Ortsnetzknoten analysiert. Die Haupterkenntnis: Bereits wenn 30 Prozent der E-Auto-Besitzer am flexiblen Laden teilnehmen, sinkt die kritische Spitzenlast am Ortsnetzknoten signifikant. Sind es die Hälfte, wird der Grenzwert der integrierbaren Elektromobilitätsquote ohne Netzausbau von 30 Prozent auf 50 Prozent gesteigert. In diesem Fall kann jedes zweite Auto ein E-Auto sein, ohne dass es zu den gewöhnlichen Ladezeiten zu Engpässen im Verteilnetz kommt. Gelingt es den Netzbetreibern, mindestens 92,5 Prozent der Besitzer von E-Fahrzeugen für das flexible Laden zu gewinnen, wird ein Ausbau des Netzes überflüssig, selbst wenn die E-Auto-Quote 100 Prozent beträgt.

Von 30 Prozent noch weit entfernt

Von der Marke 30 Prozent sind Elektroautos momentan allerdings noch weit entfernt. Im vergangenen Jahr wurden laut Kraftfahrtbundesamt 25.056 Elektro-Pkw neu zugelassen. Das ist ein Anteil von 0,7 Prozent der 2017 insgesamt neu angemeldeten Pkw. 84.675 Hybride, darunter 29.436 Plug-in-Hybride, bildeten einen Anteil von 2,5 Prozent. Die seit 2. Juli 2016 angebotene Kaufprämie für Elektroautos stieß bisher nicht auf große Nachfrage. Bis Ende Dezember gingen beim Bundesamt für Wirtschaft und Ausfuhrkontrolle (BAFA) 46.897 Anträge für einen Zuschuss beim Kauf eines E-Autos ein. 27.217 entfielen dabei auf rein elektrisch betriebene Fahrzeuge, 19.664 auf Plug-in-Hybride und 16 auf Brennstoffzellenautos.

Weiterführende Themen

Die Hintergründe zu diesem Inhalt

Das könnte Sie auch interessieren

Premium Partner

    BranchenIndex Online

    Die B2B-Firmensuche für Industrie und Wirtschaft: Kostenfrei in Firmenprofilen nach Lieferanten, Herstellern, Dienstleistern und Händlern recherchieren.

    Zur B2B-Firmensuche

    Whitepaper

    - ANZEIGE -

    „Plug and Cool“-AGR-Kühler mit kompaktem, schwebendem Kern für Nutzfahrzeuge

    BorgWarners neue Generation von Abgasrückführungskühlern (AGR) mit schwebendem Kern ist dank ihres wassergekühlten, flexiblen und direkt in den inneren Kern integrierten thermischen Dämpfers noch widerstandsfähiger gegenüber thermischen Belastungen sowie dem Einfluss von interstationären Motorenzuständen. Das Unternehmen hat vier Standarddesigns entwickelt.
    Jetzt gratis downloaden!

    Bildnachweise