Energieversorgung in Deutschland

Wie viele E-Autos verträgt das Netz?

Kia Soul Foto: Kia

Die Regierung will eine Million Elektroautos auf der Straße sehen. Hält das unser Stromnetz aus oder geht dann das Licht aus? Und wie viel Luft nach oben ist drin?

Es brummt nicht – es surrt. Voller Elektroautos ist dieser Tage die Belchenstraße in Ostfildern nahe Stuttgart. Leise bewegen sie sich durch die Straße und parken neben leistungsstarken Ladesäulen vor den Häusern. Die E-Autos stammen von VW, BMW, Renault, sogar ein Tesla ist dabei.

Die Belchenstraße ist Testfeld der Netze BW, einer EnBW-Tochter. Für ein mehrmonatiges Projekt hat der Netzbetreiber Elektroautos an zehn Haushalte verteilt, an junge Paare, Familien und Rentner – Repräsentanten des "typischen schwäbischen Mittelstandes", wie Projektleiter Christian Bott sagt. Vor ihren Häusern installierte die Netze BW Ladesäulen und gibt so einen sechsstelligen Betrag aus, um Autos und Strom zu finanzieren. "Wir wollen das Ladeverhalten der Bewohner und die Auswirkungen auf das Stromnetz untersuchen", sagt Bott. Doch wozu das Ganze?

Genug Energie, um alle Autos zu elektrifizieren

EnBW testet in Ostfildern das Auto-Deutschland der Zukunft. Eine Million Elektroautos will die Bundesregierung bis 2022 auf deutschen Straßen sehen, 2030 sollen es sechs Millionen sein. Ein Umbruch, der Ängste weckt. Anfang dieses Jahres veröffentlichte die Unternehmensberatung Oliver Wyman in Kooperation mit der Technischen Universität München eine viel zitierte Studie mit dem alarmierenden Titel "Blackout – E-Mobilität setzt Netzbetreiber unter Druck". Auf dem Cover prangt das Bild einer Sonnenfinsternis. Die Studie postuliert: "Bereits ab einer E-Auto-Quote von 30 Prozent kann es zu flächendeckenden Stromausfällen kommen", und nährt die Befürchtung: Das derzeitige deutsche Stromnetz sei der Wende zum Elektroauto nicht gewachsen.

Woher unser Strom kommt und wer ihr verbraucht. Foto: firmenauto
Woher unser Strom kommt und wer ihr verbraucht.

Was ist dran an dieser Angst? Peter Wüstnienhaus beschäftigt sich seit Jahren mit dem Thema. Er leitet eine staatlich eingerichtete Forschungsgruppe, die sich unter anderem der Netzbelastung durch Elektroautos widmet. Bedenken, sie würden den Strombedarf übermäßig steigern, wischt er mit ein paar simplen Zahlen beiseite: "Ein Elektroauto verbraucht etwa 15 Kilowattstunden auf 100 Kilometer, ein deutscher Autofahrer legt im Schnitt 12.500 Kilometer pro Jahr zurück." Demnach verbraucht ein Elektroauto 1.875 Kilowattstunden Strom pro Jahr.

Und eine Million Elektroautos würden 1,875
Terawattstunden (TWh) verbrauchen.

Was nach viel klingt, ist ein verschwindend geringer Wert im Vergleich zum deutschen Gesamt-Stromverbrauch: Der lag 2017 laut Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) bei 530 TWh. Eine Million E-Autos würden den Stromverbrauch also gerade mal um 0,35 Prozent steigern.

Die Zahlen, die Wüstnienhaus zugrunde legt, sind niedrig. Unternehmen und Wissenschaftler, die ähnliche Rechnungen anstellen, gehen von einem höheren Verbrauch pro Auto aus, von mehr Durchschnittskilometern pro Jahr. Am Gesamteindruck ändert das aber wenig. Betrachtet man lediglich den jährlichen Stromverbrauch, dann könnten selbst 100 Prozent Elektroautos problemlos versorgt werden – sogar aus umweltfreundlichen Quellen. "Es gibt bei Weitem ausreichend erneuerbare Energien, um die gesamte deutsche Pkw-Flotte zu elektrifizieren", heißt es in einem offiziellen Dokument des Bundesumweltministeriums. Fast exakt denselben Satz äußert auch Eon. Und die RWE-Tochter Innogy teilt mit: "Die Energiemenge der zu erwartenden Elektrofahrzeuge ist nicht die kritische Größe."

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Netzüberlastungen durch Elektroautos sind möglich, aber …

Was ist sie dann, die kritische Größe? Weshalb warnt die Oliver-Wyman-Studie vor flächendeckenden Stromausfällen? Jörg Stäglich, Partner bei Oliver Wyman, erklärt: "Die eigentliche Last entsteht nicht aus dem Ladevolumen, sondern aus der Gleichzeitigkeit der Ladung." Das gefürchtete Szenario: Millionen von E-Auto-­Fahrern kommen um 18 Uhr von der Arbeit nach Hause und schließen alle gleichzeitig ihr Auto an die Steckdose an. Dann wird mit einem Mal extrem viel Strom nachgefragt. In der Studie steht: "Bei einer Ortsnetzgröße von 120 Haushalten reichen bereits 36 Elektroautos aus, um das Netz lokal zu überlasten."

Dass Netzüberlastungen durch Elektroautos möglich sind, glaubt auch Wüstnienhaus. "Man kriegt das schon hin, dass das Licht ausgeht", sagt er. "Während eines Projekts in Holland wurden alle Bewohner einer Siedlung gebeten, gleichzeitig ihre E-Autos zu laden sowie Backöfen und andere Verbraucher anzuschalten. Das hat das Ortsnetz nicht ausgehalten." Doch wie realistisch ist das extreme Szenario? Bei dem EnBW-Test in Ostfildern hat Projektleiter Bott festgestellt: "Der Laderhythmus der Bewohner ist so unterschiedlich, dass wir bisher noch gar nicht in die Nähe einer Engpass-Situation kamen. Von den zehn Elektroautos gingen bislang maximal fünf gleichzeitig ans Netz – ohne dass wir das beeinflusst haben."

Ähnliches berichtet Robert Köberle vom Energieversorger Allgäuer Überlandwerk. Zwischen 2011 und 2013 betreute er eine von der Bundesregierung geförderte Untersuchung, die dem aktuellen EnBW-Projekt ähnelt. In zwei Straßen einer bayerischen Gemeinde stattete man zehn Prozent der Bewohner mit Elektroautos der ersten Generation aus. "Es haben beim besten Willen nicht alle um 18 Uhr geladen", sagt Köberle, "die Problematik, dass die Leute alle gleichzeitig laden, tritt in der Realität fast nicht auf." Offizielles Fazit des Projektes ist: "Elektrofahrzeuge können in vergleichbaren Netzen mit der in 2020 für Deutschland erwarteten beziehungsweise gewünschten Dichte ohne weiteren Netzausbau betrieben werden."

"Wir untersuchen, wie sich das Ladeverhalten von E-Auto-
Besitzern aufs Stromnetz auswirkt."
Foto: Paul Gaertner
"Wir untersuchen, wie sich das Ladeverhalten von E-Auto-Besitzern aufs Stromnetz auswirkt."

Allerdings räumt Köberle ein: "Wenn 80 oder 90 Prozent der Pkw in Deutschland elektrisch sind, dann könnten die Netze tatsächlich teilweise überlastet werden." Was passieren muss, um das zu verhindern, darüber gehen die Einschätzungen auseinander. In der Oliver-Wyman-Studie heißt es: "Als eine gangbare und wirtschaftlich sinnvolle Alternative zum Netzausbau erweist sich die intelligente Flexibilisierung des Ladevorgangs bei Elektrofahrzeugen."

Auch Wüstnienhaus sagt: "Ich glaube, dass wir den ganz großen Netzausbau nicht brauchen. Wir erweitern das Netz sowieso kontinuierlich." Er erzählt von staatlich geförderten Projekten, die Möglichkeiten zur Flexibilisierung von Ladevorgängen ausloten. In einem der Projekte koordiniert etwa ein intelligentes Buchungssystem die Ladezeiten eines elektrischen Firmen-Fuhrparks in der firmeneigenen Garage. In einem weiteren sollen Elektroautos laden, wenn gerade viel Strom im Netz ist, und den Strom wieder abgeben, wenn gerade wenig Strom vorhanden ist, um Schwankungen auszugleichen.

Robert Köberle hält wenig von der Speicher-Idee. "Elektroautos als Zwischenspeicher zu verwenden, ist zu aufwendig", sagt er, "es wäre wirtschaftlicher, einen Massenspeicher zu errichten, als solch eine Infrastruktur aufzubauen." Er glaubt zudem: "Wir werden in 90 Prozent der Fälle ohne Managementsystem auskommen." Wenn etwas überlastet sei, dann am ehesten die Hausanschlüsse in Wohnblöcken, in denen viele Menschen lebten. Die seien historisch bedingt unterdimensioniert und müssten in einigen Fällen ausgetauscht werden. Diese Strategie will auch der Netzbetreiber Netze BW fahren, der für den Test in Ostfildern zwei Batteriespeicher aufgebaut hat: "Die Speicher sind nur eine Zwischenlösung. Das Endziel ist, das Netz so auszubauen, dass es standhält, auch wenn viele Kunden gleichzeitig ihr E-Auto laden." Der Königsweg ist noch nicht gefunden, aber fest steht: Für die Netzbetreiber bleibt auf dem Weg ins E-Auto-Zeitalter noch einiges zu tun.

Dieser Artikel stammt aus diesem Heft
FA Titel 01 2019
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