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Verteilnetz-Analyse schlägt Alarm

Bedroht E-Mobilität das Niederspannungsnetz?

Eine neue Studie prognostiziert Blackouts durch mehr Elektro-Autos. Bereits in fünf bis zehn Jahren könne das deutsches Niederspannungsnetz die steigende Zahl E-Fahrzeugen in Kerngebieten nicht mehr verkraften, heißt es in der Analyse „Der E-Mobilitäts-Blackout“ des Strategie-Beraters Oliver Wyman. Unterdessen arbeiten die Verteilnetzbetreiber bereits an Plänen für die Energiewende. Klar ist: Ohne Investitionen wird es wohl nicht gehen. Die müssen aber nicht unbedingt in neue Leitungen fließen.

Strommast trägt Stromnetz
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Foto: Siemens

Ab einer E-Auto-Quote von 30 Prozent kommt es in Deutschland zu Engpässen bei der Stromversorgung, prophezeien die Autoren der Wyman-Analyse. Unter den derzeitigen regulatorischen Rahmenbedingungen könnte in deutschen E-Mobilitäts-„Hotspots“ bereits in fünf bis zehn Jahren regelmäßig der Strom ausfallen - ab 2032 ist damit flächendeckend sei Deutschland zu rechnen.

Die Autoren gehen davon aus, dass 2035 mindestens jedes dritte Auto auf deutschen Straßen ein E-Auto sein wird. Für diese Menge sei das Niederspannungsnetz nicht ausgelegt. In Stadtrandlagen mit einer hohen Affinität der Bevölkerung zur Elektromobilität werde diese Quote bereits in fünf bis zehn Jahren erreicht und führe zu punktuellen Stromausfällen.

Thomas Fritz, Oliver Wyman-Partner und Autor der Analyse, hat berechnet, dass bei einer Ortsnetzgröße von 120 Haushalten bereits 36 E-Mobile ausreichen, um das Netz zu überlasten. Um flächendeckende Stromausfälle zu vermeiden, müssten die Netzbetreiber unter den aktuellen Rahmenbedingungen und bei einer Elektrifizierung von 50 Prozent der Automobile bis zu elf Milliarden Euro in den Ausbau ihrer Netze investieren.

Flexibilisierung der Ladevorgänge als Alternative zum Netzausbau

Als Alternative zum konventionellen Netzausbau nennt die Analyse die Flexibilisierung der Ladevorgänge. Sie seien in der Regel so kurz, dass die Autos die längste Zeit nachts am Netz angeschlossen sind, ohne aktiv geladen zu werden. Die meisten Ladevorgänge müssten indes nicht sofort starten, sondern könnten auch später in der Nacht beginnen, ohne dass der Fahrer am nächsten Tag auf sein vollgeladenes Auto verzichten muss. Jörg Stäglich, ebenfalls Partner bei Oliver Wyman und Leiter des Energieteams: „Für die Umsetzung ist vor allem eine intelligente Softwarelösung notwendig."

Um die Vorteile des flexiblen Ladens einschätzen zu können, haben die 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.

Energie-Experte Fritz erläutert: „Wenn ein Netzbetreiber eine hinreichend große Anzahl an E-Mobil-Besitzern von der Teilnahme am flexiblen Laden überzeugen kann und gleichzeitig entsprechende regulatorische Rahmenbedingungen in Deutschland geschaffen werden, ist das flexible Laden eine echte Alternative zum konventionellen Netzausbau."

Eine Milliarde Euro jährlich für die Netze?

Auch Hildegard Müller, Vorständin für Netz und Infrastruktur bei Innogy, sieht in der Steuerbarkeit des Ladevorgangs die größte Herausforderung bei der E-Mobilität. Voraussetzung sei aber, das Stromnetz parallel zum erwarteten Boom der Elektromobilität zu ertüchtigen, sagte sie dem Handelsblatt. Hier sei vor allem der Umbau zum intelligenten Stromnetz gefragt.

Um Kunden vom flexiblen Laden zu überzeugen, müssten die Netzbetreiber Anreize setzen: „Wer erst mitten in der Nacht lädt, bekommt den Strom günstiger“, schlug Müller vor. Eine der Innogy-Töchter biete beispielsweise Bauherren an, die Kosten für den Stromanschluss zu übernehmen, wenn Innogy die Ladeeinrichtung netzdienlich steuern dürfe.

Trotzdem muss nach Müllers Ansicht erheblich investiert werden: Die Kosten, um das Netz für die E-Mobilität zu ertüchtigen, veranschlagte sie auf eine Milliarde Euro jährlich bis 2030. Angesichts der Dieselsubventionen von acht Milliarden Euro pro Jahr sei diese Summe aber nicht besonders hoch.

Die in der Arge Ost zusammengeschlossenen zehn ostdeutschen Netzbetreiber haben unterdessen einen Zwischenbericht zu den vier Netzdienstleistungen Frequenzhaltung, Spannungshaltung, Betriebsführung und Versorgungswiederaufbau aus fluktuierenden Einspeisern vorgelegt. Aktuell finden zum Beispiel erste Pilottests in der Frequenz- und Spannungshaltung statt. Hierzu haben die Verteilnetzbetreiber unter anderem eine aktive Blindleistungssteuerung von Erzeugungsanlagen eingeführt.

Den kompletten Zwischenbericht für das 10-Punkte-Programm zur Weiterentwicklung der Systemdienstleistungen finden Sie hier.