Studie: Mit steigender Zahl von Elektroautos erhöht sich Risiko von Stromausfällen

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Ab einer Quote von 30 Prozent Elektroautos kommt es in Deutschland zu Engpässen bei der Stromversorgung. In deutschen Elektromobilitäts-„Hotspots“ könnte bereits in fünf bis zehn Jahren regelmäßig der Strom ausfallen – ab 2032 ist damit flächendeckend zu rechnen, wie die Analyse „Der E-Mobilitäts-Blackout“ des Beratungsunternehmens Oliver Wyman ergab.

Die Autoren der Studie nennen dabei für die Netzbetreiber zwei Alternativen, wie sie Stromausfälle verhindern können. Entweder sie investieren unter den aktuellen Rahmenbedingungen bei einer Elektrifizierung von 50 Prozent aller Fahrzeuge elf Milliarden Euro in ihre Netze, oder die Netzbetreiber setzen verstärkt auf eine Flexibilisierung der Ladevorgänge – was eine Anpassung der Rahmenbedingungen erfordern würde. „Für die Netzbetreiber besteht schon jetzt akuter Handlungsbedarf, da ein Netzausbau erhebliche Vorlaufzeiten und hohe Investitionen verlangt“, sagt Thomas Fritz, Studienautor und Partner von Oliver Wyman.

Wirtschaflich günstiger sei Flexibilisierung der Ladevorgänge. Gerade nachts bestünde demnach eine zeitliche Flexibilität, da der Ladevorgang bei Elektrofahrzeugen nur wenige Stunden dauert und deswegen nicht unbedingt direkt mit dem Anschluss des Ladekabels starten müsste. „Durch die Flexibilisierung wird die Netzauslastung über einen längeren Zeitraum verteilt, so dass es zu keiner Netzüberlastung kommt“, sagt Jörg Stäglich, ebenfalls Partner bei Oliver Wyman und Leiter des Energieteams. Dafür sei vor allem eine intelligente Softwarelösung notwendig.

Die Studienautoren haben dabei Szenarien mit unterschiedlich vielen Teilnehmern pro Ortsnetzknoten analysiert. Demnach müssten 30 Prozent der Elektroauto-Besitzer am flexiblen Laden teilnehmen, um die kritische Spitzenlast am Ortsnetzknoten signifikant zu senken. Macht die Hälfte der Besitzer mit, wird der Grenzwert der integrierbaren Elektromobilitätsquote ohne Netzausbau von 30 Prozent auf 50 Prozent gesteigert, wie die Studie ergab. In diesem Fall kann jedes zweite Auto ein Elektroauto sein, ohne dass es zu den gewöhnlichen Ladezeiten zu Engpässen im Verteilnetz kommt. Gelingt es den Netzbetreibern, mindestens 92,5 Prozent der Besitzer von Elektrofahrzeugen für das flexible Laden zu gewinnen, wird ein Ausbau des Netzes überflüssig, selbst wenn die Elektroauto-Quote 100 Prozent beträgt. „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“, sagt Energie-Experte Fritz.

Die Studienautoren gehen in ihrer Analyse davon aus, dass in Deutschland bis 2035 mehr als jedes dritte Auto ein elektrisch sein wird. Für diese Menge sei das Niederspannungsnetz nicht ausgelegt. In Stadtrandlagen mit einer hohen Affinität der Bevölkerung zur Elektromobilität werde bereits in fünf bis zehn Jahren eine Quote von 30 Prozent erreicht sein. Nach Einschätzung der Studie wird das bereits zu punktuellen Stromausfällen führen. Demnach reichen bei einer Ortsnetzgröße von 120 Haushalten 36 Elektroautos aus, um das Netz zu überlasten. Wie genau die politischen Rahmenbedingung für eine Flexibilisierung der Ladevorgänge angepasst werden müssten, blieb zunächst unbeantwortet.

Neben dem flexiblen Laden gibt es allerdings noch weitere Möglichkeiten, wie der Druck von den Verteilnetzen durch die Elektroautos genommen werden kann. So ist entlang des Trans-Canada-Highway bereits ein Projekt gestartet, bei dem zwischen den Ladesäulen und dem Verteilnetz ein großer Batteriespeicher zwischengeschaltet ist, der in Nebenzeiten aufgeladen wird. In Deutschland wiederum hat der Ingenieur Stefan Lang gemeinsam mit Industriepartnern einen Netzregler auf Basis konventioneller Netztechnik entwickelt, mit dem die Überlastung einzelner Leitungen verhindert werden soll.