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Ladesäule außer Betrieb

Elektrofahrers Alptraum: Stromausfall statt schneller Ladestopp.

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Mit immer mehr E-Autos zum Blackout?

Alle reden über E-Autos, was sie können, wie viel sie kosten, wo ihre Vor-und Nachteile liegen. Vernachlässigt wird dabei oft der Blick auf sichere und bezahlbare Stromversorgung. Wenn es künftig mehr E-Autos gibt, werden Spitzenlasten zum Problem.

Von
Jürgen SeitzJürgen Seitz
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Stellen wir uns kurz vor, wir schreiben das Jahr 2025. In Deutschland fahren schon acht Millionen Elektroautos, also gut die Hälfte von dem, was die Bundesregierung bis 2030 erreichen möchte. Vieles ist schon besser geworden: Günstigere Preise, keine Reichweitenangst mehr dank leistungsfähigerer Batterien, Verbrenner-Autos sind erfolgreich aus dem Markt gedrängt, selbst die Brandgefahr bei E-Autos haben die Feuerwehren mittlerweile im Griff.

Was ist, wenn künftig alle nach der Arbeit ihr Auto laden?

Nur ein leider sehr lebensrealistisches Detail macht noch Kopfschmerzen: Was passiert, wenn um 18 Uhr nach Feierabend alle daheim ihr E-Auto mit 11 kW wieder aufladen wollen – und das möglichst schnell? Nichts Gutes im Sinne einer gedeihlichen Entwicklung der Elektromobilität, befürchten Ingenieure. Kein Föhn geht mehr und der Backofen im Mehrfamilienhaus bleibt kalt, weil Papis E-Auto gerade an der Wallbox hängt? Undenkbar, denn was in der Verbrenner-Welt normal ist, wollen auch E-Mobilisten berechtigterweise genießen: Schnell störungsfrei auftanken und am nächsten Morgen sorgenfrei in den Tag starten.

"Doch genau diese Lastspitzen werden, wenn immer mehr mit E-Autos fahren, zu einem unlösbaren Mega-Problem für die Energieversorgungsunternehmen." Prof. Dr. Ing. Joerg Wellnitz, E-Mobilitäts-Forscher

Egal, wie man zu dieser Aussage steht – in der Fachwelt herrscht Konsens: Werden solche extremen Spitzenlasten nicht durch intelligentes Laden beherrschbar, könnte zumindest E-Mobilität als Baustein der Energiewende bereits scheitern, bevor sie richtig durchgestartet ist.

Gewaltiger Strommehrbedarf, schleppender Netzausbau

Dass der hier geschilderte Stromstress nicht Schreckgespenst ewiger Zauderer und E-Auto-Skeptiker, sondern realistische Drohung ist, belegen zahlreiche Studien mit harten Daten. Bereits die "Kohlekommission", auf deren Empfehlungen die Energiewende der Bundesregierung fußt, stellte in ihrem Schlußbericht von 2019 fest: "Deshalb sind der weitere Ausbau und die Optimierung der Stromnetze eine Voraussetzung dafür, dass die Systemsicherheit auch künftig gewährleistet bleibt. Hierzu gehört insbesondere die planmäßige Inbetriebnahme der im Bau und in Planung befindlichen Höchstspannungsleitungen". Fachleute wie der Cottbuser Hochspannungstechnik-Professor Harald Schwarz beklagen indes, dass erst zehn Prozent des Netzausbaubedarf von mehreren tausenden Kilometer umgesetzt wurden (laut Stellungnahme für den Bundestagsausschuss für Wirtschaft und Energie am 15.06.2020).

Dabei wird der Strommehrbedarf durch E-Mobilität gewaltig (Buchal, Karl, Sinn 2019). Kritisch sei weniger die Marktdurchdringung und die Menge an neuen E-Autos, sondern vor allem der gleichzeitige Ladevorgang mit hoher Leistung (Bundesverband Energie-und Wasserwirtschaft BDEW 2018 und Plattform Zukunft Mobilität, 2021).

In diesem Sinne antwortete auf Anfrage auch die Bundesnetzagentur, die zum grün geführten Bundeswirtschaftsministerium gehört: "Insbesondere in den Abendstunden könnte es … partiell zu Überlastungen des lokalen Verteilernetzes kommen, wenn viele Fahrzeuge gleichzeitig geladen werden." (FAZ vom 17.11.2021).

Ukraine-Krieg und Russland-Embargo als Verstärker

Wären solche Warnungen nicht schon genug, droht aktuell eine neue gewaltige Herausforderung: Der Krieg in der Ukraine und die dadurch erzeugten Verwerfungen auf dem Energiemarkt und in den Lieferketten. Von einem Tag auf den anderen wurden wichtige Randbedingungen für ein Gelingen der Energiewende auf den Kopf gestellt. Schon die Kohlekommission verwies 2019 bei ihren Prognosen für eine gesicherte Energieversorgung darauf, dass "insbesondere mit zunehmendem Zeithorizont Modellergebnisse mit entsprechenden Unsicherheiten behaftet sind".

Wer hätte damals gedacht, dass wir heute wieder über eine Laufzeitverlängerung von Kernkraftwerken debattieren und Steinkohlestrom als Retter einspringt, während Gaskraftwerke wegen des Russlandembargos als Brückentechnologie auszufallen drohen. Immer wahrscheinlicher werdende Cyber-Attacken auf unsere Stromnetze sind dabei noch gar nicht berücksichtigt.

Politische Vorgaben ignorieren drohende Stromlücke

Die politischen Entscheider zeigen sich von all dem scheinbar unberührt. So beschreibt der niedersächsische Energie-und Umweltminister Olaf Lies (SPD) am 22.4.2022 in der Wirtschaftswoche den weiterhin gültigen, engen Handlungsspielraum für alle, die in Deutschland Energie erzeugen, verteilen und verbrauchen: "Dass diese Energie kurzfristig nicht mehr aus Russland kommen darf und möglichst schnell grün sein muss, ist gesellschaftlicher Konsens, genauso wie Kohle-und Atomausstieg".

Faktum ist: Die Zeit drängt, denn 2022 droht Deutschland nach Prognosen von EUPD Research erstmals eine Stromlücke von 37 Terawattstunden. Lange wurde davor gewarnt, dass wir mehr Strom verbrauchen, als wir erzeugen – eine Folge des verschleppten Ausbaus erneuerbarer Energien bei gleichzeitiger Abschaltung der Kernkraftwerke.

In der Problem-Analyse zeigen sich jedoch Hindernisse, die möglichst rasch überwunden werden müssen, wenn Elektromobilität nicht am Strom scheitern soll.

Netzbetreiber in der Pflicht

Dass die Stromnetze bis 2032 überlastet sein könnten, warnte auch bereits 2018 die vielbeachtete Studie "Der E-Mobilitäts-Blackout" der Unternehmensberatung Oliver Wyman. Tenor: Netzbetreiber müssen aktiv auf die Herausforderungen eingehen.

Große Netzbetreiber wie EnBW arbeiten deshalb an einer Netzzustandsüberwachung und Steuerungsmöglichkeiten, um das Ladeverhalten der Nutzer zu beeinflussen. EnBW unterhält im Rahmen des Projekts E-Mobility-Carré ein Versuchslabor unter realen Bedingungen. Der Versorger stellt den Anwohnern E-Autos und Ladestationen zur Verfügung, um daraus Erkenntnisse zu ziehen, wie sich das Dauerladen auf das Stromnetz auswirkt. Noch in diesem Jahr soll Bilanz gezogen werden. Auch in München prüfen die Stadtwerke die Leistungsfähigkeit ihrer Netze im Rahmen des bundesweiten Projekts "unIT-e2 – Reallabor für verNETZte E-Mobilität".

Handlungsbedarf besteht nach Ansicht von Fachleuten zum Beispiel bei den über 600.000 Ortsnetzstationen in Deutschland. Bei den meisten fehlt es an Möglichkeiten, Energieflüsse detailliert zu überwachen. Erst wenn auch dezentrale Ein-und Rückspeisungen erfasst werden können, wird im Detail klar, ob zusätzliche Energie aus der Mittelspannung benötigt wird, ob bestimmte Ortsnetzstationen noch genügend Kapazitäten für zusätzliche Ladestationen aufweisen oder ob Stromspitzen zu Schäden an Transformatoren führen können. Daneben könnten sogenannte "smartmeter" nach dem Willen der Netzbetreiber die alten Stromzähler in unseren Haushalten ersetzen, damit auch die Kunden direkt in den intelligenten Ladeprozess eingebunden werden. Doch dieser Prozess sei zum Beispiel bei der Zertifizierung solch intelligenter Messsysteme zeitraubend und "von beispielloser Komplexität" zitiert die FAZ den Energieversorger E.ON.

Dabei könnte ein Blick zu unseren europäischen Nachbarn helfen, wie aktuelle Studien belegen. Während zum Beispiel Dänemark, Großbritannien oder die Niederlande seit Jahren mit intelligenten Strom-Tarifen die Verbraucher aus den Ladestoßzeiten locken, hinkt Deutschland noch hinterher.

Vorausschauende Tarifplanung sei in Deutschland erst mit Aufkommen der E-Mobilität in der Diskussion, während unsere Nachbarstaaten ihre Hausaufgaben bereits vorher erledigt hätten und nun entspannter in den E-Auto-Boom gingen, meint Andreas Jahn, der im Rahmen des Regulatory Assistance Projects RAP europäische Netze vergleicht.

"Das Wichtigste ist: Machen und nicht nur reden." Andreas Jahn, Stromnetzexperte

Aufholbedarf bei Regeln und Technik

Hausaufgaben für den Gesetzgeber wären zum Beispiel endlich klare Regeln und Anreize für die intelligente Integration von Elektrofahrzeugen in das Stromnetz, fordert Marcus Fendt, Geschäftsführer der Münchner Mobilty House GmbH. Sein Unternehmen arbeitet daran, dass auch Elektroautos selbst als Energiespeicher dienen und bei Engpässen sogar Strom ins Netz speisen. Solche sogenannten "bidirektionalen" Konzepte, auch bezeichnet als Vehicle-to-Grid und Vehicle-to-Home, werden in der Fachwelt längst als ein Teil der Lösung gefordert, zumindest beim kurzfristigen Speichern von Energie. Gewünscht wird eine gesetzliche Verordnung, in welcher Höhe Verbraucher finanziell profitieren, wenn sie die Steuerung ihrer Geräte erlauben und wie dies vertraglich geregelt werden kann. Einen Gesetzentwurf nahm der Bundeswirtschaftsminister Ende 2020 wieder zurück.

Ungewisse Zukunft für Elektrotrucks: Für den Dieselausstieg braucht es mehr Platz und Stromnetze

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Elektro-Trucks: Technik vorhanden, Stromversorgung noch nicht

Noch ungeklärter scheint die Lage bei der Integration des Lastverkehrs. Hier könnten Elektro-LKWs schneller auf den Markt kommen, als die Stromversorger dachten. Doch marktreife Elektro-Trucks brauchen über fünf Mal mehr Strom als Elektro-PKW auf gleicher Strecke. Und sie müssen ans Hochspannungsnetz, das nicht so weit verzweigt ist, wie das Mittelspannungsnetz für E-Autos. Ganz zu schweigen von fehlenden Ladepunkten und Parkplätzen für die Brummis. Ein Paradebeispiel für dringenden Nachholbedarf beim Thema Stromversorgung, denn ohne spürbaren Ersatz von Diesel-LKW werden die politischen Vorgaben kaum erfüllt. Bis 2030 sollen laut Klimaschutzgesetz die Emissionen im Verkehr um 45 Prozent sinken.

Strom auf der Strecke: Ausbau der Ladeinfrastruktur beschleunigen

Auch die Autobauer haben Nachholbedarf und könnten mehr für eine gesicherte und schnelle Stromversorgung tun. Grundsätzlich könnten die Hersteller durch technische Flexibilität bei Ladekonzepten und Ladesteuerung dazu beitragen, Überlastungen im Stromnetz zu vermeiden. Bislang sind Ladeleistungen von mehr als 200 Kilowatt nur den sehr teuren Wagen von Porsche, Audi, Mercedes-Benz und BMW vorbehalten. Diese kosten in der Regel mehr als 100.000 Euro.

Bezahlbare Elektroautos, die wirklich schnell laden können, könnten neue Käuferschichten überzeugen. Asiatische Autobauer haben das bereits erkannt. Nachholbedarf gibt es auch beim Thema "Ladesäulen an Autobahnen". Hier hat der US-E-Autobauer Tesla mit seinem herstellereigenen System vorgelegt. Volkswagen will nun zusammen mit BP dafür sorgen, dass das Netz dichter wird – durch sogenannte "Flexpole"-Ladesäulen. Sie erlauben schnelles Aufladen mit einer Ladeleistung von bis zu 150 Kilowatt. Bis 2025 will der VW-Konzern im Verbund mit seinen verschiedenen Partnern rund 18.000 öffentliche Schnellladepunkte in Europa betreiben.

Aktuell ist ein "Masterplan Ladeinfrastruktur 2" der Bundesregierung in Ressortabstimmung. Ob die unbedingt notwendige Geschwindigkeit des Ladeinfrastruktur-Ausbaus im Gleichklang mit dem Wachstum der Elektromobilität verläuft, wird entscheidend sein. Der Verband der deutschen Automobilindustrie sieht in seiner Stellungnahme zum Masterplan eine Menge Lösungsbedarf, von Rückschritten bei echtem Ökostrom bis zum aktuellen Förderstopp für Wallboxen.

Fazit: Beim Thema Strom große Kluft zwischen Theorie und Praxis

Auch wenn Studien zeigen, dass sichere Stromversorgung und E-Mobilität theoretisch ein lösbares Problem darstellen, braucht es mehr Tempo bei Ausbau und Umrüstung der Stromversorgung. Gesetzgeber und Energieversorger sind gefordert, wirksame Anreize zu schaffen. Die Autoindustrie muss ihren Beitrag in der Entwicklung leisten und die Autofahrer müssen sich wohl künftig als Stromverbraucher bei ihrem Ladeverhalten teilweise von den Stromanbietern lenken lassen. Sonst könnte – zumindest kurzfristig und lokal begrenzt – ein "Blackout durch Elektromobilität" vom Schreckgespenst zu trauriger Realität werden.

Mit dem E-Auto in den Urlaub

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