Mobilität: Ohne Elektroauto ist keine grüne Energiewende möglich

Alles spricht von Klimaschutz, von Energiewende und Elektromobilität. Dabei wird aber häufig nicht erwähnt, dass all diese Technologien einander bedingen und einzeln nicht funktionieren. Mit fast 50 Prozent produzierter erneuerbarer Energie geht einher, dass diese aber auch nicht immer in der Menge zur Verfügung steht, wie man sie braucht. Die Energiewirtschaft muss auch deshalb umgebaut werden, weg von wenigen großen Energieversorgern hin zu vielen kleinen. Mit den heutigen Strukturen ist das nicht möglich. Dezentrale Entscheidungen und Steuerungen im Energiesektor die digital unterstützt werden müssen. Das Elektrofahrzeug bietet dabei eine entscheidende Chance. Der Energiespeicher auf 4 Rädern. Nicht nur als Fahrzeug, sondern ganz gezielt als Lückenfüller, auch zur Entnahme bei Bedarf. Das verbessert zusätzlich die Ökobilanz der Stromer. Ein sinnvolles Geschäftsmodell ist möglich…

Elektrofahrzeuge nicht nur zum Fahren geeignet

Elektroautos sind in der Anschaffung teils noch teurer als Modelle mit Verbrennungsmotor. Aber dank umfangreicher staatlicher Förderung in Deutschland und anderen Ländern boomt die alternative Antriebsart trotzdem. Kalkuliert man real die laufenden Kosten mit ein, sind Stromer laut einer Experten Auswertung in vielen Fällen schon heute insgesamt billiger als Verbrenner. Produziert man die Energie dabei selbst relativiert sich sogar der Kostenblock Kraftstoff bzw. Energie, aber was ist, wenn erneuerbare Energie nicht zur Verfügung steht? Hier bahnt sich ein Geschäftsmodell an. Die Verkehrswende ist ohnehin eingeleitet.

Wir müssen lernen mit unseren Ressourcen umzugehen. Dabei gilt es sich umzustellen und diese so zu nutzen, dass sie zur Verfügung stehen, wenn man sie braucht. Und mit dem quasi Verbrenner Verbot der EU ab 2035 kommt ohnehin die Frage der Gegner: „Was ist, wenn alle zur gleichen Zeit laden wollen?“ Eine Frage, die man auch anders stellen kann: „Was passiert, wenn alle zur gleichen Zeit einkaufen wollen, zum Tanken an die Tankstelle fahren oder einfach zur gleichen Zeit den Fön anmachen?“ Dann ist Chaos – stimmt. Alles lässt sich regeln und die benannte Annahme der Gleichzeitigkeit ist sehr unwahrscheinlich, auch weil ein Stromer nicht zwingend täglich aufgeladen werden muss. Das lässt sich sogar heute schon regeln.

Geht nicht? Doch!

Es braucht ein anderes Denken, andere Spielregeln und es braucht Mut zur Veränderung. Denn obwohl sich alles und damit auch jede technologische Sache entwickeln darf, wird sehr pauschal und oft unqualifiziert behauptet: Es funktioniert nicht. Aber was wäre, wenn es funktioniert? Fest steht längst: Je mehr erneuerbare Energie erzeugt wird um so mehr Möglichkeiten zur Energiespeicherung muss es geben. Und das wird, wenn man es richtig macht, einfacher sein, als die meisten denken.

Die Suche nach Lösungen ist oft ein Stromer

Dabei ist die eigenerzeugte Energie günstig – gerade bei der Selbstnutzung. Immer mehr Betreiber einer Photovoltaik Anlage suchen nach Lösungen. Die erste Lösung ist häufig: Ein Elektrofahrzeug muss her. Auch im gewerblichen Bereich macht es Sinn. So stellt ein Unternehmer aus unserer Nachbarschaft aktuell seinen Fuhrpark um, beauftragte uns mit dem Aufbau von Ladeinfrastruktur und es geht noch weiter: Jetzt stehen sogar Elektro LKW-Modelle für seine Firma im Fokus. Das Unternehmen gab bislang gut 1 Million Euro jährlich für Diesel und Benzin aus. Das Unternehmen betreibt aber selbst sehr große Photovoltaik Anlagen. Da die Einspeisevergütung mittlerweile sehr gering ist macht es doppelt Sinn die Energie selbst zu nutzen. Verglichen mit den Stromkosten von bis zu 30 Cent pro Kilowattstunde (kWh) gibt es für die eingespeiste Energie dann nur noch Kleingeld.  Die ersten Elektroautos, später Elektrotransporter, jetzt bald die ersten Elektro LKW von uns. Mit der Ausschöpfung aller Fördermöglichkeiten rechnet sich diese Lösung schnell und ist von Anfang an deutlich günstiger als der Betrieb mit fossilen Kraftstoffen. Ein Problem bleibt: Was ist, wenn dort keine Energie zur Verfügung steht? Schlussendlich geht es auch darum in der Zukunft das Netz zu stabilisieren oder das eigene Haus zu beleuchten. Ist ein fester Energiespeicher sinnvoll? Vielleicht. Im Moment verteilt er Lasten, in dem er nach Bedarf plant. Das funktioniert bei ihm sogar gut.

Technische, und rechtliche Hürden müssen weg

Die individuelle Energiewende auch mit der Verbindung zur Elektromobilität stößt schnell an technische Hürden. Wer kann die Erzeuger, Speicher und Verbraucher nicht nur untereinander, sondern bedarfsgerecht auch mit den Netzdiensten der Energieversorger koppeln? Theoretisch alle, aber mit welchen Parametern und wie sieht das steuerrechtlich aus? Bei der Suche nach der entsprechenden Steuerungselektronik stößt man aber heute noch auf Unverständnis und sogar Kopfschütteln. Ist Mieterstrom die Lösung? Ein bisschen aber groß durchsetzen tut sich dieses Thema auch im Moment noch nicht. Kompliziert, bürokratisch und aufwendiger als gedacht.

Elektrofahrzeuge als Speicher? Ja, mit solaroptimiertem Laden schon sehr sinnvoll, aber was ist, wenn es dunkel wird? Bidirektionales Laden soll eine Lösung sein. Kaum Hardware am Markt und noch rechtlich nicht möglich stellt sich die Frage wann eine solche Lösung marktreif und rechtlich einwandfrei funktioniert. Viele Stromer können das technisch bereits. Aber es braucht mehr. Das Verständnis Strom nicht nur im Akku zu Speichern um es später zu verfahren, sondern dann auch für einen anderen Bedarf zu nutzen. Könnte ein vernetzter Fahrzeugpool einen teuren Zentralspeicher ersetzen? Und wie würde die Netzanbindung funktionieren? Viele Szenarien mit einer Suche nach Lösungen für das Gelingen der Energiewende.

Der Speicher als zusätzliche Einnahmequelle?

Dabei ist das Regeln der verfügbaren Energie wichtiger denn je. Klar ist: Es fehlen Speicherkapazitäten im Netz. Neben der PV Technik ist der Wind die größte Herausforderung. Die Windleistung kann zum Beispiel zwischen null und 10 000 Megawatt in wenigen Stunden schwanken. Damit wird die Speicherfrage zentral. In Deutschland reiche die Speicherkapazität derzeit für rund 20 Minuten des Energiebedarfs, dann seien die Pumpspeicherkraftwerke leer. Zeit über die großen Möglichkeiten eines Elektrofahrzeuges nachzudenken, welches auch ein großes Geschäfts Feld sein kann. Denn die Lösung steht rum, tausendfach – überall und an jedem Ort des Landes. Ist viel Energie verfügbar ist sie günstig. Dann rein damit in den Akku. Flaute beim Wind würde ermöglichen die gespeicherte Energie teurer zu vermarkten.

Denn wenn sich Tausende Elektroautos zu einem virtuellen Großspeicher verschalten ließen, müsste kein zusätzliches (Kohle-)Kraftwerk aktiviert werden. Die Stromer könnten das Netz stabilisieren und den Anteil erneuerbarer Energien darin sogar maximieren. Allerdings sind die technischen Hürden hoch: Energie-Selbstversorgung mit dem eigenen Ladestecker ist das eine. Es ist etwas anderes, wenn die Laderichtung in ganzen Fuhrparks blitzschnell umgepolt wird, um beispielsweise eine Windflaute in der Nordsee zu puffern. Experten sagen aber auch: Technisch wäre das machbar.

Änderung der Ladegewohnheiten wird wichtig

Das Netz ist kein Energiespeicher. Sekunden sind oft entscheidend. Auch die Instanzen spielen eine Rolle. Technisch möglich ist ein Echtzeitsystem aus verfügbarer Strommenge, Prognosen von Wetter, Jahreszeit, Temperatur und Wind und damit Steuereinheiten die intelligent sind den Ausgleich allein vornehmen zu können. Auch KI spielt eine sehr wichtige Rolle. Die sogenannte bidirektionale Netzintegration (vehicle to grid, kurz V2G) gibt technische Bedingungen vor, ohne dass am Ende des Tages ein Stromer so leer ist, dass man damit nicht mehr fahren könnte. Die Fahrzeug Akku sind ohnehin meistens deutlich grösser als sie sein müssten. Aber noch gibt es weder eine automobile Serienlösung für den bidirektionalen Netzanschluss noch die entsprechend erprobten Steuerungssysteme bei den Netzbetreibern, geschweige denn einen gesetzlichen Rahmen dafür.

Da unser Stromnetz ein europäisches Netz ist bleiben mehr energierechtlichen Fragen offen, als Lösungen vorhanden sind. Das ist aber in Zukunft für den Gesetzgeber ein ganz entscheidender Punkt. Dieser wird DER wichtigste Punkt sein.  Außerdem fehlen Anreize, die zu einer Selbstverständlichkeit führen werden. Damit könnte man Lade-Gewohnheiten zu so ändern, dass die Energie auch für andere Zwecke verfügbar ist. Etwa nicht gleich mit dem Stromzapfen zu beginnen, wenn sie abends nach Hause kommen. Denn dann ist das Netz ohnehin am Anschlag. Außerdem müssen die Fahrer nicht nur ihren Strom teilen, sondern auch (anonymisierte) Daten. Beispielsweise, wann sie am nächsten Morgen mit welchem Energievorrat im Auto starten wollen. Auch die aktive Steuerung, z.B. durch Lastmanagemet Systeme beim Laden wird deutlich wichtiger werden. Nicht jedes Fahrzeug braucht ständig viel Strom und große Ströme. Das lässt sich steuern. Je höher die Ladeleistung ist, je teurer wird es – ganz normal und schon heute sichtbar an den Schnellladestationen, wo man meistens mehr bezahlt als bei klassischen kleinen Ladelösungen.

Sektorenkopplung ist ein Schlüssel für das Gelingen

Schon lange testen Energieversorger, Automobilhersteller, sogar Ladesäulenbetreiber wie man das Laden und Speichern so steuern kann, dass ein Mehrwert entsteht, der nicht einschränkt, aber eine Sicherheit für die Verfügbarkeit von ausreichend Energie im Netz liefert. So nutzen Daimler, BMW und Co zentrale „Alt Akkus“, als Energiespeicher und technische Lösungen, wie die Einbindung von Lade – Apps. Die gespeicherte Energie wird ganz zentral und nach Bedarf entnommen, bei Verfügbarkeit wieder aufgefüllt. Dabei kam man auch auf die Idee den Ladevorgang über den Preis zu steuern.  Mal hoch, mal günstig – wann will man laden? So ähnlich wie man es heute von der Tankstelle kennt. Ist der Preis hoch tanken wenige – ist der Preis unten nutzen mehr den günstigen Preis.

Bei der Energie geht es darum die Verbrauchsspitzen und die verfügbare erneuerbare Energie gezielt einzusetzen und damit abzustimmen. Ein Nachteil ist nicht erkennbar.

Wie diese Sektorenkopplung funktionieren kann, erforschen bereits mehrere Universitäten und Stromnetzbetreiber. Denn bislang haben Automobilhersteller und die Energieversorger nicht viel gemeinsam. Aber die immer grösser werdende Speicherleistung von Elektrofahrzeugen zeigt auf: Bei einer angenommenen Speicherkapazität von 50 kWh pro Fahrzeug entspricht das 1000 GWh Speicherkapazität. Das ist mehr als 20-mal so viel wie alle deutschen Pumpspeicherkraftwerke zusammen. Ein enormes Potential. Mit der KfW Förderung für die heimische Wallbox kommt eine weitere kleine Möglichkeit dazu. So könnte es künftig sein, dass der Netzbetreiber die Ladestation steuert, den Stromfluss begrenz oder reduziert, in seltenen Fällen auch regelt. Immer dann, wenn der Bedarf höher ist, als Energie zur Verfügung steht. Horrorszenarien, dass man eingeschränkt wird, sehen Experten nicht. Die theoretische Annahme wird die Ausnahme sein. Denn schlussendlich geht es auch um die Bezahlbarkeit der Energie. Fest steht längst, dass wir uns vom gewohnten Einheitspreis verabschieden können. Ein Preis zu jeder Zeit, das wird künftig nicht mehr gehen und das muss es auch nicht. Vorläufer war früher: Tages und Nachtstrom. Ab 22 Uhr war die Energie einige Cent pro Kilowatt günstiger. Dann wurden die Spülmaschine und Waschmaschine angemacht.

Mit den erneuerbaren Energien kann jeder Stromer einen Teil seiner Energiereserven zur Verfügung stellen. Das schont die Batterie – und es würde trotzdem reichen, um Spitzenlasten im deutschen Netz abzupuffern.  Wie das im Einzelfall aussehen wird, wird man sehen, wenn Rahmenbedingungen so definiert sind, das Versorgungssicherheit auf der einen Seite und Praktikabilität auf der anderen Seite eine Win Win Situation ermöglichen.