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04.10.2021

Nicht sexy, aber klug

Wie viele Ladepunkte braucht das Land, wenn sich Elektromobilität flächendeckend durchsetzt? Sind die Verteilnetze in den Städten dem zu erwartenden Elektronensturm gewachsen? Die Antwort auf diese Fragen hängt vor allem davon ab, wie flexibel und wie schnell Elektroautos künftig Strom tanken.

Blick in Labor

Nicht sexy, aber klug

Wie viele Ladepunkte braucht das Land, wenn sich Elektromobilität flächendeckend durchsetzt? Sind die Verteilnetze in den Städten dem zu erwartenden Elektronensturm gewachsen? Die Antwort auf diese Fragen hängt vor allem davon ab, wie flexibel und wie schnell Elektroautos künftig Strom tanken.

Zehn Millionen Elektroautos, eine Million öffentlicher Ladepunkte – und das alles bis 2030. Der Ende 2019 von der Bundesregierung verabschiedete „Masterplan Ladesäuleninfrastruktur“ sieht ehrgeizige Ziele vor und dürfte trotzdem mittlerweile von der Realität überholt sein. Höhere CO2-Einsparziele und vor allem die Abkehr der Automobilindustrie von fossilen Energieträgern kann dazu führen, dass die Anzahl der Elektroautos auf deutschen Straßen schneller steigt als gedacht. Gleichzeitig war die Ladepunkte-Million „eine politische Kennzahl“, wie Johannes Pallasch betont. Der Wirtschaftsgeograf koordiniert im Auftrag der Bundesregierung die „Nationale Leitstelle Ladeinfrastruktur“. Die wiederum orientiert sich nicht mehr an einem bestimmen festen Verhältnis zwischen Elektroautos und Ladepunkten. 

Entscheidend ist nämlich die Frage, wo die Fahrzeuge geladen werden und wie schnell wie viel elektrische Energie sie dabei aufnehmen. Pallasch hat detaillierte Studien dazu anfertigen lassen und kommt auf ganz andere Werte: 2030 könnten fast 15 Millionen E-Autos – Plug-in-Hybride eingerechnet – in Betrieb sein. Die benötigen dann rund 30.000 Gigawattstunden Energie, von denen allerdings maximal 32 Prozent an öffentlichen Stationen geladen werden, der Rest entfällt auf das eigene Heim und den Parkplatz des Arbeitgebers. Fahren die Elektromobilisten verstärkt Lade-Hubs an, in denen mit hohen Leistungen von bis zu 350 oder gar 400 Kilowatt geladen werden kann, reichen sogar 440.000 öffentliche Ladepunkte.

30.000 GWh elektrische Energie benötigen die rund 15 Millionen E-Autos im Jahr 2030.

Solche Lade-Hubs unterscheiden sich kaum von Tankstellen wie wir sie kennen. Mit bis zu 12 Ladepunkten pro Station pumpen sie in zehn Minuten ausreichend Strom für 300 Kilometer in den Akku – rechnerisch zumindest. In der Praxis existieren zwar noch technische Hürden, unter anderem weil die Akkus beim schnellen Laden durch die thermische Belastung schneller altern. Trotzdem setzen immer mehr Akteure auf das Schnellladen. Autohersteller entwickeln 800-Volt-Bordnetze – üblich sind 400 Volt –, damit die Kabel an Bord nicht allzu dick werden. An den Autobahnen ist, unter anderem durch das von den Autoherstellern finanzierte Gemeinschaftsunternehmen Ionity, bereits ein halbwegs funktionierendes Netz an Ultraschnellladern entstanden. Nun steigen auch die Mineralölkonzerne in das Geschäft mit den Stromtankstellen ein: Sie können sich den vertriebenen Strom mehrfach auf ihre CO2-Bilanz anrechnen lassen.

„Regelbare Ortsnetztrafos sind für die Elektromobilität genauso entscheidend wie Ladesäulen.“ 

                                                            Michael Zeyen, Geschäftsführer Vancom

Jede Kilowattstunde, die über einen großen, an die Mittelspannungsebene angeschlossenen Lade-Hub in den Akku eines Elektroautos fließt, hat einen zweiten Effekt: Sie entlastet die Strom-Verteilnetze in den Kommunen. Denn ohne Ausbau wären die mit einer 95-prozentigen Wahrscheinlichkeit überlastet, sobald die Elektromobilitätsquote 30 Prozent übersteigt, so eine Studie der Technischen Universität München im Auftrag von Oliver Wyman. Deswegen allein auf Schnellladen zu setzen, sei aber kein Weg, so ZVEI-Vorstandsmitglied Michael Zeyen. Der Geschäftsführer des Ingenieurdienstleisters Vancom spricht klar aus: „Mit dem schnellen Gleichstrom-Laden ist kaum ein sinnvolles Lastenmanagement möglich. Genau das aber brauchen wir in einem Energiesystem, das auf fluktuierend erzeugten Strom aus Sonne und Wind basiert.“ Das Stromtanken zeitlich nach Angebotslage zu strecken, ist bereits heute für die meisten Elektroautos möglich. Die Stromstärke muss ohnehin laufend nachgeregelt werden – und auch eine Anbindung der Wallbox zuhause an ein intelligentes, lokales Energiemanagement ist bereits möglich. Die entsprechenden Standards sind verfügbar oder zumindest in Arbeit.

„Die eigentliche Hürde liegt in nicht fernsteuerbaren Ortsnetztrafos“, erläutert Zeyen. „Die werden überwiegend im Blindflug betrieben.“ Die Verteilnetzbetreiber können also eine drohende Überlastung eines bestimmten Netzabschnitts gar nicht erkennen. Zeyen fordert ein rasches Umdenken: „Die Trafos können mit Mess- und Kommunikationstechnik nachgerüstet werden.“ Das sei nicht nur klüger, sondern auch entscheidend billiger als überall die Kupferdrähte zu verstärken. „Regelbare Ortsnetztrafos sind vielleicht nicht so sexy wie Ladesäulen“, so Zeyen. „Aber definitiv genauso entscheidend für die Elektromobilität.“

 

Text Johannes Winterhagen | Graphik ZVEI/iStock/petovarga

 

Dieser Artikel ist in der Ausgabe 3.2021 am 25. August 2021 erschienen.

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