Die Elektromobilität steht in den Startlöchern und die Zeichen mehren sich, dass es nicht mehr allzu lange dauert, bis sie ihren Durchbruch auch in Deutschland schafft. Die Energieversorger haben den Ausbau der Ladeinfrastruktur in den vergangenen Jahren vorangetrieben und auch die Automobilindustrie bekennt sich inzwischen immer mehr zur Elektromobilität.

Der Hochlauf der Technologie wird manche Änderungen auf Verteilnetzebene mit sich bringen. Welche das im Detail sind, dazu wird gegenwärtig in einer Reihe von Projekten geforscht.

Das vorliegende Dossier gibt einen strukturierten Überblick über den aktuellen Stand der Diskussion und Forschung. Es wird im Zuge der Berichterstattung von EUWID Neue Energie fortlaufend ergänzt. Für den Zugriff auf die verlinkten Hintergrundartikel wird ein entsprechender Kundenzugang (Premium- oder Digitalabo) benötigt. Welche Produkte EUWID Neue Energie anbietet, sehen Sie hier.
Symbolbild (Quelle: EUWID)

1Welcher Ausbaubedarf besteht in den Verteilnetzen?

Die Verteilnetze sind auf die Lastvorgänge, die im Zuge der Elektromobilität zu erwarten sind, nicht ausgerichtet. Mit einer wachsenden Zahl von Elektrofahrzeugen, die gegegebenfalls von ihren Haltern nach der Heimkehr von der Arbeitsstelle in dichter Folge und mit entsprechender Last aufgeladen werden, können bestehende Netzinfrastrukturen an ihre Grenzen kommen.

Die Netzbetreiber sehen den Ausbau der Elektromobilität vor diesem Hintergrund mit Sorge. Eine Änderung der Niederspannungsanschlussverordnung (NAV) greift diese Sorgen auf. „Damit die Netzbetreiber einen eventuellen Ausbaubedarf für die Leitungen frühzeitig erkennen und einplanen können, müssen sie wissen, wo Ladepunkte für E-Fahrzeuge aufgebaut werden“, heißt es beim Verband kommunaler Unternehmen (VKU). Die NAV stellt dies nun sicher – zum Ärger des Bundesverbands Neue Energiewirtschaft (bne). „Statt die Netzbetreiber stärker zum Ausbau der Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge zu verpflichten, schraubt die Regierung den Anspruch herunter“, monierte bne-Chef Robert Busch anlässlich der Verabschiedung der NAV-Änderung.

Anreize für Netzdienlichkeit schon bei Aufbau der Infrastruktur

Das Bundeswirtschaftsministerium hatte die Einführung einer Meldepflicht für Ladepunkte beim zuständigen kommunalen Verteilnetzbetreiber bereits Anfang des Jahres als Teil einer Initiative im Rahmen des „Sofortprogramms Saubere Luft 2017-2020“ angekündigt. Sie sieht auch die Verpflichtung zur Mitwirkung der Betreiber von nicht-öffentlichen Ladeinfrastrukturanlagen an netzentlastendem Verhalten vor. Verteilnetzbetreiber nutzen schon aktuell die Möglichkeiten des §14a EnWG, nach der Elektromobilitätsnutzer von niedrigeren Netzentgelten profitieren können, wenn sie die Zustimmung zu einer netzdienlichen Steuerung ihrer Ladeeinrichtung  erteilen.

Bei der Bewertung, an welcher Stelle der Bedarf am Ausbau der Infrastruktur im Zuge der Elektromobilität besonders hoch ist, will der Energiekonzern innogy mit einer Software Unterstützung anbieten. Die Software verknüpft die Daten eines Energieunternehmens mit soziodemografischen Daten wie Alter, Kaufkraft oder Technikaffinität, die von der Gesellschaft für Konsumforschung (GfK) erhoben werden.

Netzbetreiber prüfen konkreten Ausbaubedarf

Startschuss für E-Mobility-Allee
Projekt von Netze BW in Ostfildern (Quelle: Netze BW / Andreas Martin)

Derweil testen Netzbetreiber und Energieversorger, welche konkreten Herausforderungen das Laden größerer Zahlen von Elektroautos in Ortsnetzen haben. Was passiert, wenn es mehrere Elektrofahrzeuge in einer Straße gibt und alle laden wollen? – Genau um diese Frage geht es bei einem Projekt von Netze BW in Ostfildern.

Der Betrieb der Netze in Zusammenhang mit dem Ausbau der Ladeinfrastruktur ist aber auch eine große Chance für die Entwicklung neuer und intelligenter Netzdienstleistungen. Einer im Herbst 2018 veröffentlichten Studie zufolge sind Elektromobilität und der Aufbau der entsprechenden Ladeinfrastruktur der aktuell wichtigste Trend im Bereich von Netzdienstleistungen – noch vor dem Thema Smart Metering.

Quelle: Kreisel Electric

2Welche Potenziale bietet die Ladesteuerung?

Das netzdienliche Laden ist die zentrale Antwort auf Sorgen vor einem „E-Mobilitäts-Blackout“ – so der Titel einer Studie des Beratungsunternehmens Oliver Wyman von Anfang 2018. Bereits wenn 30 Prozent der E-Auto-Besitzer am flexiblen Laden teilnehmen, sinkt die kritische Spitzenlast am Ortsnetzknoten signifikant

Netzbetreibern muss die dynamische Anpassung der Lasten an die Netzkapazität und die intelligente Steuerung von Ladevorgängen in kritischen Netzsituationen ermöglicht werden. Diese Handlungsempfehlung stammt aus einer Metastudie, die das Forum Netztechnik/Netzbetrieb im VDE (VDE|FNN) und der Bundesverband der Energie- und Wasserwirtschaft (BDEW) Ende 2018 vorgelegt haben.

Für die Elektrifizierung des Mobilitätssektors muss zwangsläufig eine Systemintegration der Ladeinfrastruktur erfolgen.
– Prof. Christian Rehtanz, VDE|ETG

„Für die Elektrifizierung des Mobilitätssektors muss zwangsläufig eine Systemintegration der Ladeinfrastruktur erfolgen“, sagt auch Prof. Christian Rehtanz, Vorstandsvorsitzender der Energietechnischem Gesellschaft im VDE (VDE|ETG). Eine der größten Herausforderungen ist dabei das notwendige Lademanagement zur Vermeidung von Netzüberlastungen. „Hierfür benötigen wir moderne Digitalisierungslösungen.“ Die VDE|ETG hat hierzu Anfang 2019 eine Task Force ins Leben gerufen.

Entsprechende Digitalisierungslösungen werden bereits entwickelt. Mit der „EV Cloud“ des Anbieters Allego etwa soll das Ladeverhalten von E-Autos künftig nach verfügbarem Ökostrom, Netzkapazitäten und Bedürfnissen von E-Autofahrern gesteuert werden können. Dass ein intelligentes Lademanagement von E-Autos Lastspitzen spürbar glätten kann, zeigt auch das Projekt PlanB.

Rolle von Pufferspeichern im Zuge des Ausbaus der Elektromobilität wächst

Eine wichtige Rolle bei der Ladesteuerung dürften perspektivisch verstärkt Pufferspeicher spielen. Sie ermöglichen es, dass über den Speicher die Fahrzeuge mit hoher Last beladen werden können, ohne dass das Verteilnetz diese Last „spürt“. Das Unternehmen Kreisel Electric etwa hat im vergangenen Jahr eine Schnellladelösung mit integriertem 75-kWh-Pufferspeicher vorgestellt. Der Speicherhersteller Akasol meldete im vergangenen Herbst einen Großauftrag im Bereich von Pufferspeichern für die Ladeinfrastruktur.

3Welche Entwicklung gibt es im Bereich des bidirektionalen Ladens?

Die Elektromobilität ist keineswegs nur eine Belastung für das Stromnetz. Sie bietet auch das Potenzial, als Speicher einen Beitrag zum Gleichgewicht von Angebot und Nachfrage im Netz zu leisten. Um dieses Potenzial komplett zu nutzen, bedarf es der Vehicle-to-Grid (V2G)-Technologie, die es ermöglicht, gespeicherte Strommengen aus Elektroautos bei Bedarf in das Netz rückzuspeisen.

Nach einer Umfrage von Lichtblick auf WWF aus dem Jahr 2017 haben die Automobilhersteller in Sachen V2G noch erheblichen Nachholbedarf. Die Antworten der Automobilbranche zur Netzintegration seien „noch dünner als zur Elektromobilität selbst“

Vehicle-to-Grid: In Japan ist man schon einige Schritte weiter

Inzwischen hat sich in Sachen Elektromobilität bei den Fahrzeugherstellern manches getan. Fahrzeughersteller und Netzbetreiber arbeiten an den Fragestellungen zur Netzintegration, dies geschieht gegenwärtig allerdings noch meist unkoordiniert. An dieser Stelle setzt das Forschungsprojekt „Ladeinfrastruktur 2.0“ an, das vom Fraunhofer IEE koordiniert wird. Unter anderem wollen die Projektpartner eine Wissensbasis schaffen, auf der die Autoindustrie Produktstrategien für die Ladetechnik ihrer Fahrzeuge entwickeln kann, die sich positiv auf das Netz auswirken.

Im Herbst 2018 berichtete das Technologieunternehmen The Mobility House, dass erstmals in Deutschland ein Elektroauto dazu beitragen wird, das Stromnetz zu stabilisieren. Gemeinsam mit Partnern sei es gelungen, einen Nissan Leaf mit einer innovativen Lade- und Energiemanagement-Technologie für die Primärregelleistung zu qualifizieren.

Andernorts ist man schon ein paar Schritte weiter als in Deutschland. In Japan beherrscht nicht nur Nissan die V2G-Technologie, auch Mitsubishi-Fahrzeuge können Strom ins Netz zurückspeichern. Mehrere Konzerne arbeiten in einem Projekt bereits daran, ein V2G-System für Japan zu entwickeln. In Europa will der Ladelösungsanbieter NewMotion die V2G-Technologie gemeinsam mit Partnern für ein breiteres Publikum zugänglich zu machen. Dafür setzen die Partner auf das Schlagwort V2X: „Vehicle-to-everything“.

Beitragsbild: bevisphoto – stock.adobe.com

4Konkrete Projekte zum Ausbau der Ladeinfrastruktur finden Sie in unserem gesonderten Dossier zum Thema:

Projekte zum Ausbau der Ladeinfrastruktur für Elektroautos in Deutschland

HINTERLASSEN SIE EINE ANTWORT

Bitte Kommentar einfügen!
Bitte geben Sie Ihren Namen hier ein