Elektrofahrzeuge als mobile Powerbank für das Energiesystem

Auf dem Weg in eine vollständig erneuerbare Stromversorgung sollen erneuerbare Energien bereits bis zum Jahr 2030 mindestens 80 Prozent der Stromversorgung in Deutschland sicherstellen. Davon profitiert auch die klimafreundliche Transformation des Straßenverkehrs. Schließlich sollten Elektrofahrzeuge möglichst mit klimaneutralem Strom, etwa aus Wind- und Solaranlagen, geladen werden, um den Klimaschutz zu stärken.

Mit dem weiteren Ausbau der erneuerbaren Energien und dem Hochlauf von Elektrofahrzeugen und steigendem Einsatz von Wärmepumpen wachsen jedoch die Anforderungen an das Energiesystem: Der Stromverbrauch wird in den kommenden Jahren stark ansteigen. Die erneuerbaren Energien müssen daher noch schneller ausgebaut, die Stromnetze umfassend modernisiert und digitalisiert werden. Gleichzeitig steigt der Bedarf an Stromspeichern, um die schwankende Stromerzeugung aus Wind- und Solaranlagen effizient zu nutzen.

Schon heute müssen erneuerbare Energien in beträchtlichen Umfang abgeregelt bzw. gedrosselt werden, weil die Stromerzeugung in wind- und sonnenreichen Zeiten die Nachfrage übersteigt: Mehr als sieben Milliarden Kilowattstunden wurden 2022 auf diese Weise „verschenkt“; mehr als drei Millionen Elektroautos hätten damit ein Jahr lang klimaneutral fahren können. Elektrofahrzeuge können künftig vermehrt in diesen wind- und sonnenreichen Zeiten geladen werden. Elektrofahrzeuge werden so zur mobilen Powerbank des Energiesystems und tragen zum Gelingen der Energiewende bei.

Das Ziel der Bundesregierung, den Anteil der erneuerbaren Energien im Stromsystem bis zum Jahr 2030 auf 80 Prozent zu steigern, kann nur mit einer stark flexibilisierten Stromnachfrage und Speichertechnologien erreicht werden. Mit intelligenten Lademanagementsystemen können Elektrofahrzeuge künftig gezielt dann geladen werden, wenn die Strompreise besonders niedrig sind. Dies ist an den Strombörsen immer dann der Fall, wenn die Stromerzeugung der erneuerbaren Energien und der Anteil von Wind und Sonne am Strommix besonders hoch ausfällt. Das Lademanagementsystem stellt zugleich sicher, dass stets genug Strom im Fahrzeug geladen ist, um den Mobilitätsbedürfnissen der Nutzerinnen und Nutzer gerecht zu werden.

Eine intelligente Verschiebung des Ladevorgangs sorgt für eine deutliche Reduktion der Stromkosten. Das heißt: Mit dynamischen Tarifen können private Haushalte Studien zufolge perspektivisch rund 600 Euro im Jahr sparen und tragen gleichzeitig zum Gelingen der Energiewende bei. Da Elektrofahrzeuge die notwendige Speicherkapazität kosteneffizienter bereitstellen als eigens dafür zu errichtende Speicheranlagen, profitieren sogar die Bürgerinnen und Bürger ohne eigenes Elektrofahrzeug von den intelligenten Ladevorgängen. Grund sind besser ausgelastete Netze und insgesamt niedrigere Strompreise.

Für das intelligente Laden wurden in den vergangenen Monaten wichtige Weichenstellungen vorgenommen. Diese umfassen zuerst die verbindliche Einführung flexibler Stromtarife, die Stromanbieter bis zum Jahr 2025 umsetzen müssen. Der beschleunigte Rollout intelligenter Messsysteme einschließlich digitaler Zähler und der Kommunikationseinheit, dem sogenannten Smart-Meter-Gateway, wirkt sich ebenfalls positiv aus. Mit einer passenden Ladeeinrichtung beherrschen Elektrofahrzeuge das intelligente Laden schon heute.

Mit bidirektionalen Ladetechnologien können Elektrofahrzeuge, die in wind- und sonnenreichen Zeiten zwischengespeicherten Strommengen bei Bedarf in das Netz zurückspeisen. Die Speicherkapazität der in Deutschland zugelassenen Elektrofahrzeuge entsprach bereits im Jahr 2023 mit über 40 Millionen Kilowattstunden der Gesamtkapazität aller deutschen Pumpspeicherkraftwerke. Im Jahr 2035 dürfte die Speicherkapazität der Elektrofahrzeuge jene der Pumpspeicherkraftwerke um den Faktor 20 übersteigen. Elektrofahrzeuge mit der Leistung von mehreren Atomkraftwerken könnten dann theoretisch in das Stromnetz rückspeisen – und dabei die Stromnetze stabilisieren und die Strompreise dämpfen. Bei einer intelligenten Nutzung der Flexibilitäts- und Speicherpotenziale von Elektrofahrzeugen, Wärmepumpen und Heimspeichern können im deutschen Stromsystem laut einer Studie in 2035 volkswirtschaftliche Kosten in Höhe von fast fünf Milliarden Euro eingespart werden.

Erste bidirektionale Fahrzeuge sind bereits heute im Markt verfügbar und zukünftig ist mit einer stark wachsenden Anzahl zu rechnen. Entsprechende Geschäftsmodelle werden gegenwärtig entwickelt, erprobt und im Markt eingeführt. Damit sich das bidirektionale Laden im Massenmarkt etablieren kann, sind jedoch noch zahlreiche Weichenstellungen für einen passenden regulatorischen Rahmen erforderlich. Die größte Hürde: Nach aktueller Rechtslage wird dieselbe Kilowattstunde Strom ein erstes Mal bei der Zwischenspeicherung im Elektrofahrzeug und nach der Rückspeisung ins Stromnetz ein zweites Mal beim tatsächlichen Verbrauch und damit doppelt mit Steuern, Netzentgelten, Abgaben und Umlagen belegt. Um die Potenziale des bidirektionalen Ladens zu heben, müssen diese Doppelbelastungen bei den Stromnebenkosten abgeschafft werden.

Immer wieder heißt es, die deutschen Stromnetze seien für die Elektrifizierung von Mobilität und Wärme nicht gewappnet. Und es ist richtig: Mit dem Ausbau der erneuerbaren Energien und dem Hochlauf von Elektrofahrzeugen und Wärmepumpen müssen die Stromnetze viel schneller ausgebaut und vor allem digitalisiert werden, um ein intelligentes Zusammenspiel der fluktuierenden Stromerzeugung aus Wind- und Solaranlagen und des Verbrauchs zu gewährleisten.

Dass Millionen Elektrofahrzeuge die Stromnetze überfordern werden, ist hingegen ein Irrglaube. Denn mit den richtigen Rahmenbedingungen können Elektrofahrzeuge dazu beitragen, die Stromnetze besser auszulasten, effizienter zu nutzen und zu stabilisieren: So können Ladevorgänge von Elektrofahrzeugen über intelligente Lademanagementsysteme automatisch in Randzeiten besonders niedriger Netzauslastung verlagert werden, wenn sie über zeitvariable Netzentgelte und dynamische Stromtarife finanziell dazu bewogen werden. Auf der Ebene der Verteilnetze können Elektrofahrzeuge auf diese Weise dazu beitragen, lokale Netzengpässe präventiv zu vermeiden und den Ausbau der Stromnetze auf ein volkswirtschaftlich effizientes Maß zu reduzieren. Die Einführung zeitvariabler Netzentgelte wurde von der Bundesnetzagentur beschlossen und wird für das Jahr 2025 erwartet.

Darüber hinaus sind Elektrofahrzeuge in der Lage, auch auf der Ebene des Übertragungsnetzes einen Beitrag zur Stabilisierung der Stromnetze leisten. Als Teil eines virtuellen Kraftwerks können sie in Zukunft Systemdienstleistungen (sogenannte Regelenergie, Redispatch) erbringen, die zur Aufrechterhaltung der Netzfrequenz und für das Engpassmanagement benötigt werden. Elektrofahrzeuge sind also kein Problem für das Netz, sondern wichtiger Teil der Lösung.