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Energiewirtschaft forciert E-Mobilität

Geht es nach den Plänen der neuen Bundesregierung, werden hierzulande bereits im Jahr 2030 wenigstens 15 Mio. rein batterieelektrisch angetriebene Fahrzeuge zugelassen sein. Elektromobilisten sollen dann zudem eine Mio. öffentlich zugängliche Ladepunkte zur Verfügung stehen. Die Elektromobilität kommt. Ihr massiver Ausbau, da gibt es kein Vertun, ist politisch gewollt und wird von großen Teilen der Gesellschaft mitgetragen. Die „Antriebswende“ bringt in vielerlei Hinsicht große Herausforderungen und einschneidende Veränderungen mit sich. Für die Bevölkerung, Automobilhersteller und besonders für die Unternehmen der Energiewirtschaft. Letztere leisten seit geraumer Zeit einen wesentlichen Beitrag dafür, dass E-Mobilität überhaupt funktionieren kann und nicht schon kurz nach der Startgeraden aus der ersten Kurve fliegt.

Durch den Ausbau der Elektromobilität verspricht sich die Bundesregierung mit Blick auf das neue Pariser Klimaschutzabkommen aus dem Jahr 2015 eine deutliche Senkung des CO2-Ausstoßes im Verkehr. Aktuell entfallen in Deutschland rund 60 Prozent der Treibhausgas-Emissionen im Verkehrssektor allein auf Pkw. Im Zuge dessen bereiten die Energieversorgungsunternehmen (EVU) – sowohl Stromlieferanten als auch Netzbetreiber, vom kleinen Stadtwerk bis hin zum großen Energiekonzern – seit langem den Weg für die E-Mobilität. Sie bestellen das Feld für die Antriebswende als zentralen Teil der „großen Energiewende“.

 

Die Antriebswende

Die Antriebswende gilt als Teildisziplin der Verkehrs- respektive Mobilitätswende, zu der im Sinne des Pariser Klimaschutzabkommens beispielsweise auch die Abkehr von der Individual-Mobilität in Richtung ÖPNV zählt. Sie beschränkt sich also nicht wie die Antriebswende nur auf das Ersetzen fossiler Energieträger im Verkehrssektor durch einen alternativen wie elektrischen Strom, sondern zielt unter anderem auf umfassendere Entwicklungen wie etwa die Planung lebenswerter, autofreier Städte ab. Im Folgenden werden jedoch lediglich die Antriebswende und ihre Auswirkungen auf die Stromnetze fokussiert.

 

Kapazität der Stromnetze

Die Stromnetze verfügen aktuell über ausreichend Kapazität, um die E-Mobilität Stand heute während ihres Markthochlaufs zuverlässig und sicher abzubilden. Netzbetreiber ermöglichen derzeit den Ausbau und Betrieb der Ladeinfrastruktur ohne nennenswerte Restriktionen, da die Netze, abgesehen von punktuellen, lokal begrenzten Engpässen, für deren Beseitigung die Stromnetzbetreiber kurzfristig Lösungen finden, ausreichend dimensioniert sind. EVU machen sich angesichts der Integration der erneuerbaren Energien (EE), ohne die sämtliche hehren Ziele der E-Mobilität natürlich verfehlt würden, auch in Zukunft für ein sicheres, stabiles und zunehmend intelligentes Stromnetz stark. Ferner engagieren sie sich vor dieser Kulisse generell für eine stets nachhaltige und bezahlbare Stromversorgung.

 

Hintergrund dieser Herkulesaufgabe

Früher orientierten sich Planung und Ausbau der Stromnetze sowie der Erzeugungskapazitäten primär am langfristig prognostizierten Bedarf. Wenige zentrale Großkraftwerke (circa 80) produzierten elektrischen Strom, der nur in eine Richtung zu den Lastzentren und dann weiter zu den Verbrauchern floss. Von der Hoch- über die Mittel- bis in die Niederspannungsebene. Die Lastentwicklung konnte in Bezug auf die Netzstabilität, das sensible Gleichgewicht aus Energieerzeugung und prognostiziertem -verbrauch, vergleichsweise einfach und sicher abgeschätzt werden.

 

Heute hingegen ergibt sich u. a. durch den unumkehrbaren Trend zu dezentralen Energiesystemen ein weitaus komplexeres Bild. Durch den Ausbau der EE nimmt die dezentrale Energieeinspeisung zu, z. B. durch PV. Der Strom fließt in beide Richtungen. Zudem wächst die Anzahl der elektrischen Verbraucher stetig. Durch die zunehmende Elektrifizierung der Sektoren Wärme und Verkehr kommen nun weitere „Stromnachfrager“ wie Wärmepumpen und Elektromobile hinzu, die häufig über längere Zeiträume gleichzeitig Strom „nachfragen“.

 

Kombiniertes Lösungskonzept mit „Safety first“

Bei dem Lösungskonzept der Energiewirtschaft kristallisiert sich eine Kombination aus konventionellem Netzausbau, der mit hohen und langfristigen Investitionen verbunden ist, und „Intelligenz“ bzw. intelligenter netzdienlicher Steuerung heraus. Immer im Vordergrund sämtlicher Anstrengungen stehen dabei unverrückbar Versorgungssicherheit und Zuverlässigkeit, Netzstabilität und -sicherheit.

Der Worst Case, ein Engpass, eine temporäre lokale Überlastung eines Netzabschnitts mit all ihren negativen Konsequenzen, die es unbedingt zu vermeiden gilt, ist nach Überzeugung von Netzexperten allein mit intelligenter Steuerung, der sogenannten Smartifizierung, nicht zu verhindern. Die Herausforderung besteht weniger in der Bereitstellung der benötigten Strommenge – physikalisch der in Kilowattstunden (kWh) gemessenen elektrischen Arbeit. Entscheidend ist hier die elektrische Leistung in Watt (W), die ursächlich für die Belastung eines elektrischen Betriebsmittels bei der Stromübertragung wie einer Leitung oder eines Transformators verantwortlich ist. Jedes Betriebsmittel im Stromversorgungsnetz kann nur eine definierte Leistung (angegeben in Kilowatt, kW) übertragen, ohne auf Dauer Schaden zu nehmen.

Durch intelligente Steuerung wird die von Erzeugern eingespeiste und von den Verbrauchern benötigte Arbeit „intelligent“ über den Tagesverlauf verteilt, sodass Überlastungen vermieden werden. Eine ausschließlich Intelligenz-basierte Strategie jedoch stößt allein aufgrund der hohen erwarteten „Gleichzeitigkeit“ der treibenden Ereignisse an ihre (Kapazitäts-)Grenzen. Beispiele hierfür sind eine zeitgleiche hohe Erzeugung in PV-Anlagen bei entsprechender Sonneneinstrahlung und ein paralleles Aufladen vieler Elektrofahrzeuge in einer Straße auf der Verbraucherseite. Überlastung droht zudem, wenn beim Lieferanten-gesteuerten Laden abhängig von den Strompreisen an der Börse viele Elektrofahrzeuge zur gleichen Zeit geladen werden, weil Strom gerade günstig ist. Das heißt, ganz ohne „Kupfer und Aluminium“ wird es in der Praxis nicht gehen. 

 

E-Mobilität ist kein Selbstläufer

Gerade für die Energiebranche ist die Elektromobilität alles andere als ein Selbstläufer. Ihre damit einhergehenden Herausforderungen für die kommenden Jahre sind immens. Denn sie stellt nur einen von gleich mehreren Faktoren dar, die die Stromnetze „unter Stress setzen“. Derzeit müssen Netzbetreiber ihre Stromnetze also in Rekordzeit für die vielen neuen Anforderungen fit machen. Erschwerend hinzu kommen ein generell wachsender Stromverbrauch, etwa durch die sogenannte Wärmewende, sprich den verstärkten Einsatz von Wärmepumpen, ebendiese E-Mobilität und Megatrends – die drei großen Ds – wie jene Dezentralisierung der Stromerzeugung, die Dekarbonisierung und die Digitalisierung. Nach Ansicht von Branchen-Insidern ließen diesbezügliche Vorgaben seitens der Politik während der beiden letzten Jahrzehnte hier eine gewisse Kontinuität und Verlässlichkeit vermissen, was die Sache nicht unbedingt einfacher machte.

Der Anteil dezentral gewonnener EE an der Stromerzeugung in Deutschland beträgt heute mehr als 42 Prozent. Tendenz steigend. Bis 2030 soll dieser schon 65 Prozent betragen. Die Transformation des Energiesystems geht so schnell vonstatten, dass der dringend benötigte Ausbau der Netzinfrastruktur „in Kupfer und Aluminium“ mit dem Zubau an Erneuerbaren nicht immer ganz Schritt halten kann. Auch deshalb sollen flexiblere, intelligente Stromnetze mehr und mehr in die Lage versetzt werden, möglichst viel grünen Strom aufzunehmen und zu transportieren. Intelligenz und Transparenz sollen mit dazu beitragen, die Kosten für den erforderlichen konventionellen Netzausbau zu reduzieren. Versorgungssicherheit und Netzstabilität – beide Parameter sind nicht verhandelbar – müssen permanent gewährleistet bleiben.

Und vor dem Hintergrund eines mit dem massiven Netzausbau verbundenen hohen Investitionsbedarfs in die nötige Infrastruktur wünscht sich die Branche seitens der Politik einen besseren regulatorischen Rahmen. Während Deutschland zu den EU-Staaten mit dem größten Netzausbaubedarf zählt, liegen die Eigenkapitalzinssätze (EK-Zins) für Strom- und Gasnetze hingegen auf einem der letzten Plätze. Eine Anpassung an das europäische Niveau wird als unerlässlich erachtet, um in Deutschland die zwingend erforderlichen Investitionsanreize zu setzen.

 

Weder Selbstläufer noch Selbstzweck

Nichtsdestotrotz ist der politische Rahmen gesteckt. Es gibt jetzt eine klare Richtung, in die mit Hochdruck entwickelt wird und die die Energiewirtschaft als Umsetzer des politisch und gesellschaftlich Gewollten unterstützt. Während Netzbetreiber gemäß ihrer originären Aufgabe daran arbeiten, die Stromversorgung im Rahmen der Daseinsvorsorge für die Zukunft zuverlässig sicherzustellen, gilt es nun, alle Akteure zu sensibilisieren. Denn die technische Umsetzung der politischen Pläne rund um die Elektromobilität im Sinne der Klimaziele und nicht zuletzt der Bürger braucht ihre Zeit und ein gewisses Verständnis grundlegender Zusammenhänge. Zeit, die die Netzbetreiber nutzen, um durch Informationen über das Verbraucherverhalten und den Einsatz von (intelligenten) Messsystemen eine aktuelle Bestandsanalyse ihrer Netze anzustellen. Mit Hilfe dieser Erkenntnisse ergeben sich dann in Kombination mit Prognosen zu zukünftigen Strombedarfen die Erfordernisse in puncto Netzausbau und Smartifizierung.

Sowohl beim konventionellen Netzausbau für mehr Resilienz als auch der Smartifizierung für mehr Steuerbarkeit und Transparenz der Netze ist die Bevölkerung, ohne die eine Mission wie die Elektromobilität unmöglich realisiert werden kann, mit von der Partie. Sei es durch die erforderliche Akzeptanz der Anwohner für eine zusätzlich benötigte Ortsnetzstation, für den Bau neuer Leitungen oder für die Installation eines intelligenten Messsystems bzw. Smart Meters im Keller. Wenn ein Bauherr etwa eine PV-Anlage oder eine Wallbox seiner Wahl an das Netz anschließen möchte, machen die Netzbetreiber als Dienstleister technisch das möglich, was der Kunde als Technologietreiber verlangt. Für Netzbetreiber oftmals ein Spagat zwischen dem politischen Rahmen oder dem Kundenwunsch und der aus technischer Sicht optimalen Lösung.

 

Die Rolle der Regionalversorger und Stadtwerke - ganzheitliche Beratung

Im Unterschied zu einer Tankstelle für konventionell mit Benzin oder Diesel angetriebene Fahrzeuge kann die Energieversorgung eines E-Mobils, der Ladevorgang an sich, nicht isoliert betrachtet werden. Ein Elektrofahrzeug samt Wallbox in der Garage beispielsweise steht in erster Linie für einen weiteren Stromverbraucher im System Wohnhaus, zu dem auch andere Komponenten wie eine Heizung oder PV-Anlage gehören. Besonders aufgrund ihrer Kundennähe und langjährigen Kompetenz auf dem Energiesektor sind die Regionalversorger und Stadtwerke hier in der Lage, ihre Kunden ganzheitlich und umfassend zu allen relevanten Themen wie Ladeinfrastruktur und -kapazität, Ladestromtarife, Laden zu Hause und in der Fläche, staatliche Förderungen, gesetzliche Vorgaben oder der Kombination aus Photovoltaik und E-Mobilität zu beraten. Das leisten Autohäuser in der Regel nicht, da ihnen das nötige spezifische Know-how fehlt. 

 

Fazit

Der Ausbau der Elektromobilität ist als eines der klaren Ziele und gleichzeitig eine der ambitionierten Herausforderungen der neuen Bundesregierung im Ampel-Koalitionsvertrag verankert. Er ist politisch gewollt und die Energiewirtschaft unternimmt seit langem große Anstrengungen, die E-Mobilität technologisch umzusetzen und die Anforderungen, die mit der Antriebswende einhergehen, auch für die Zukunft zu erfüllen. Dabei bedeuten die Elektromobilität und die durch die Energiewende generell immer komplexer werdenden Anforderungen einen veritablen Crashtest für die Stromnetze. Auf dem Weg, diese angesichts einer für EE charakteristischen volatilen und dezentralen Energieerzeugung fit zu machen, treiben Stromnetzbetreiber den Ausbau und die Smartifizierung der Stromnetze zielgerichtet voran.

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