- Netzdienliches Laden Smarte Ladekonzepte für E-Autos
- VW-Projekt zum netzdienlichen Laden
- US-Studie schlägt Verlagerung des Ladevorgangs vor
- Einwilligung in die Verwendung von Daten zu Werbezwecken
- Netzstabilisierung durch bidirektionales Laden
Netzdienliches Laden Smarte Ladekonzepte für E-Autos
Angesichts der künftig stark steigenden Mengen von Ökostrom, E-Autos und Wärmepumpen steht die Energiewirtschaft vor besonderen Herausforderungen. Speziell das E-Auto könnte dabei Teil der Lösung sein.
Smarte Ladestrategien könnten künftig dabei helfen, den Anteil von Windstrom am Fahrstrom von E-Autos zu erhöhen. (Bild: Volkswagen AG)
Es wird wohl noch Jahre dauern, doch langfristig soll der Pkw-Verkehr in Deutschland auf Elektro umgestellt werden. Kritiker der sauberen Mobilität warnen seit Jahren davor, dass eines Tages die verfügbaren Strommengen den wachsenden Bedarf von immer mehr E-Autos vor allem in den Spitzen nicht mehr decken werden.
In Deutschland könnte deshalb schon bald Fahrstrom zur Erhaltung der Netzstabilität rationiert werden, um Blackouts zu verhindern. Entsprechende Pläne zur Stromrationierung sollen bereits Anfang 2024 in Kraft treten. Ein weiteres Problem: Ein für den wachsenden Strombedarf nötiger Ausbau zusätzlicher Kraftwerk- und Speicherkapazitäten würde enorme Kosten verursachen.
VW-Projekt zum netzdienlichen Laden
Dass sich noch viele zusätzliche E-Autos mit ungenutztem und zudem klimaneutralem Strom versorgen ließen, zeigt ein 2022 von VWs Stromanbieter Elli, Netzbetreiber Mitnetz und der Unternehmensberatung E-Bridge durchgeführter und Anfang 2023 vorgestellter Pilotversuch.
Ein relativ simpler Weg zur Optimierung ist demnach smartes, flexibles und netzdienliches Laden, das auf technischer Seite lediglich eine digitalisierte Vernetzung und Kommunikation zwischen Netzbetreiber, Stromversorger und mit smarten Wallboxen gerüsteten Stromkunden voraussetzt.
20 Nutzer von VW ID-Modellen haben vergangenes Jahr an einem entsprechenden Praxistest teilgenommen und ihre E-Autos immer wieder unter netzdienlicher Prämisse zum Laden an ihrer heimischen Wallbox angeschlossen und den Ladewunsch über die „Smart-Charging-App“ von Elli eingecheckt.
Ein Algorithmus synchronisierte Ladeanfragen der Nutzer mit der Grünstromerzeugung und legte Ladezeiten fest, die einen erhöhten Ökostromanteil und niedrige Stromkosten berücksichtigte. Damit landete in größerem Umfang regionaler Grünstrom in den Batterien der E-Autos, was es den Teilnehmern erlaubte, den in ihren Fahrzeugen getankten Ökostromanteil zu erhöhen und zugleich die CO2-Emissionen um 30 Prozent zu verringern.
Außerdem profitierten die Nutzer finanziell von zeitvariablen Geldanreizen. Ein Teilnehmer sparte übers Jahr hochgerechnet rund 70 Euro bei seiner Stromrechnung. Einbußen beim Ladekomfort soll es hingegen keine gegeben haben. Mehr als 80 Prozent der am Pilotprojekt teilnehmenden E-Auto-Nutzer signalisierten Interesse an einer Weiterführung des Versuchs.
US-Studie schlägt Verlagerung des Ladevorgangs vor
Auch Forscher des Massachusetts Institute of Technology (MIT) konnten in einer Mitte März in der Zeitschrift „Cell Reports Physical Science“ veröffentlichten Studie aufzeigen, das E-Autos helfen, den Anteil an genutztem Ökostrom zu erhöhen.
Die Autoren weisen darauf hin, dass elektrifizierte Verkehrssysteme in den USA die Erzeugungs- und Verteilungsgrenzen überschreiten könnten, was etwa Stromknappheit, Transformatorausfälle provozieren und den Einsatz von Spitzenlastkraftwerken erforderlich machen könnte. Als weiteres Problem wurde auf die volatile Verfügbarkeit von Energie aus Sonne und Wind hingewiesen.
Anonymisierte Daten von E-Autonutzern in New York und Dallas zeigten, dass E-Fahrzeuge den höchsten Strombedarf in den frühen Abendstunden haben, in denen die Stromnachfrage allgemein am höchsten ist. Nach Ansicht der Forscher wäre deshalb eine Verlagerung des Ladens an den Arbeitsplatz am sinnvollsten, zumal sich dann die Spitzen der Solarstromproduktion zur Mittagszeit abschöpfen ließen.
Am Abend würde dann der Strombedarf durch E-Autos und damit die Spitze des allgemeinen Stromverbrauchs sinken. Zusätzlich verkleinern ließe sich die Spitze des Stromverbrauchs, wenn das Laden der Autos an der heimischen Steckdose in die Nachtstunden verlagert würde. Mit einem entsprechend strategischem Vorgehen, so die Forscher, wäre viel zusätzliche Infrastruktur vermeidbar.
Stand vom 15.04.2021
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Bei einer von Arbeitgebern zur Verfügung gestellten Ladeinfrastruktur würden einfache Wechselstromanschlüsse mit geringer Leistung bereits ausreichen. Auch für ein späteres Laden an der heimischen Steckdose würde eine moderate Ladeleistung und somit eine günstige Ladeinfrastruktur reichen.
Netzstabilisierung durch bidirektionales Laden
Beide Studien zeigen, dass in smarten Ladestrategien für E-Autos größeres Potenzial schlummert bislang ungenutzten Ökostrom abzugreifen, was nicht nur Vorteile für den Klimaschutz brächte, sondern auch wirtschaftlich sinnvoll wäre. E-Fahrzeuge könnten darüber hinaus helfen über bidirektionale Ladetechnik noch mehr Ökostrom nutzbar zu machen.
Relativ einfach kann dies bereits heute in einem sogenannten Vehicle-to-Home-Setting funktionieren, indem überschüssiger Solarstrom der hauseigenen PV-Anlage im Batterietank landet, der dann in den Abend- und Nachtstunden das Hausnetz mit Ökostrom versorgt.
Die große Vision ist es jedoch, die enormen Speicherpotenziale von Millionen E-Fahrzeugen über bidirektionales Laden in einer Vehicle-to-Grid-Anbindung dem gesamten Stromnetz zugänglich zu machen, um zu Zeiten hohen Strombedarfs netzstabilisierend zu wirken. Allerdings müssen hierfür noch diverse technische und regulatorische Grundlagen in Deutschland geschaffen werden. Vermutlich erst im nächsten Jahrzehnt dürfte diese Vision praktische Wirklichkeit werden.
