Wie Elektroautos die Energiewende unterstützen sollen

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Ein Forschungskonsortium in Magdeburg entwickelt neue Technologien, mit denen Elektrofahrzeuge künftig helfen sollen, Stromnetzschwankungen auszugleichen. Unter anderem soll auf diesem Weg auch die Integration erneuerbarer Energien in die Versorgungsnetze unterstützt werden.

Die Elektrifizierung der Mobilitätssysteme entpuppt er sich bei näherer Betrachtung als Problem für Netzbetreiber und Kunden. Der Grund liegt in den Risiken für die Netzstabilität, die schon von der Umstellung auf eine flächendeckende Stromversorgung mit Energie aus nachhaltigen Quellen ausgehen können. Kommen nun vereinzelt Elektrofahrzeuge als zusätzliche Verbraucher hinzu, ist der Einfluss noch auf einzelne Netzabgänge begrenzt und belastet das Gesamtsystem nur leicht. Es ist in den nächsten Jahren jedoch mit einem signifikanten Zuwachs von Elektrofahrzeugen zu rechnen. Sie werden hauptsächlich im Niederspannungsnetz geladen. Ihr Energiebedarf ist groß und wird das Stromnetz spürbar weiter unter Druck setzen.

Das Fraunhofer IFF in Magdeburg arbeitet gemeinsam mit seinen Partnern Krebs‘ engineers GmbH und der Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg (OVGU) an einer Lösung für dieses Problem. Geht es nach dem Willen der Forscherinnen und Forscher, sollen hierfür die Elektrofahrzeuge selbst ein wichtiger Schlüssel sein. Sie sollen aktiv dabei helfen, das Energienetz der Zukunft stabil zu halten.

»Bleiben die Netzkapazitäten so wie sie sind, ist ein intelligentes Lademanagement für die Elektrofahrzeuge unumgänglich. Das eröffnet uns aber zugleich viele Chancen, die Netze künftig aktiv zu managen und mit Hilfe der Fahrzeuge und Ladeinfrastrukturen in kritischen Situationen zu stabilisieren«, sagt Professor Przemyslaw Komarnicki, Energienetzexperte am Fraunhofer IFF.

Elektrofahrzeuge sollen Energienetz nicht belasten 

Gemeint ist damit, dass die Fahrzeuge künftig als steuerbare Lasten im Netz aktiv sein sollen. Ist aufgrund einer entsprechenden Wetterlage gerade mehr Energie vorhanden als gebraucht wird, muss diese nicht verloren gehen, wie es in manchen Situationen aktuell praktiziert wird. Stattdessen können die Ladezyklen von Elektroautos, die sich zu dem Zeitpunkt an Ladesäulen befinden, so angepasst werden, dass sie genau dann geladen werden, wenn ein Überangebot herrscht. Sie fungieren somit als kleine, dezentrale Pufferspeicher. Umgekehrt können sie Energie aus ihren Batterien wieder abgeben, wenn gerade zu wenig Strom im Netz vorhanden ist. Das Prinzip funktioniert umso besser, je mehr Elektroautos vorhanden, prinzipiell also in solchen Zeiten auch an die Lade- und Energieinfrastruktur angeschlossen sind.

»Die Batteriespeicherladung der Fahrzeuge kann so in Echtzeit explizit auf das jeweilige Angebot regenerativer Energien abgestimmt werden. Das Vorhaben leistet damit einen direkten Beitrag zur Systemintegration der erneuerbaren Energien«, unterstreicht Professor Komarnicki.

In einem gemeinsamen Forschungsprojekt entwickeln die Fraunhofer-Forscher deshalb mit Ihren Partnern von Krebs‘ engineers und der OVGU Magdeburg unter anderem die dafür benötigten intelligenten Lademanagementsysteme, eine angepasste Standort- und Steuerungsstrategie von Ladesäulen und die Technik für das bidirektionale Laden der Fahrzeuge.

»Die Arbeiten verlaufen sehr erfolgreich«, so Dr. Christoph Wenge, Projektleiter am Fraunhofer IFF. »Wir arbeiten Schritt für Schritt unsere Ziele ab. Dazu gehören auch die erforderlichen Algorithmen zur Bestimmung der optimalen Rückspeisung, die notwendigen IKT-Konzepte und IKT-Strukturen oder die Entwicklung verschiedener Anwendungsfälle für die unterschiedlichen Einsatzstrategien. Das betrifft auch Fragen nach der Intelligenz der beteiligten Objekte. Wann etwa entscheiden die E-Kfz selber wann und wie sie laden, und wann wird diese Entscheidung von einer Zentrale aus getroffen?«.

Auch ÖPNV soll einbezogen werden

Mit ihren Entwicklungen zielen die Forscher nicht allein auf den Individualverkehr. Vielmehr bieten diese auch die Basis zum skalierten Einsatz bei der Elektrifizierung des öffentlichen Personennahverkehrs sowie regionaler Logistikdienste und von Werksverkehren. Hier wären die die zu erwartenden Ladeleistungen und Batteriekapazitäten noch um ein Vielfaches höher.

Im Ergebnis soll die Technologie einen erheblichen Beitrag zum Klimaschutz leisten. Denn durch die lokale, einspeiseorientierte Verwertung von Ökostrom in der Elektromobilität ist eine deutliche Verbesserung der Energieeffizienz und Verringerung des CO2-Ausstoßes im Mobilitätssektor die Folge. Darüber hinaus kann ein Beitrag zur signifikanten Senkung von Treibhausgasemissionen, Feinstaub sowie der Minderung des Umgebungslärms, insbesondere des Straßenverkehrslärms in Ballungsräumen, geleistet werden.

Das Projekt unter dem Namen »E-Mobility4GridService« startete im Jahr 2018 und hat eine Laufzeit von drei Jahren. Es wird vom Ministerium für Umwelt, Landwirtschaft und Energie des Landes Sachsen-Anhalt aus dem Förderprogramm KLIMA II – Industrielle Forschung und experimentelle Entwicklung mit insgesamt 1,7 Mio. Euro gefördert.

21.6.2019 | Quelle: Fraunhofer IFF | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

mann können sich mehr als ein Viertel der Deutschen vorstellen, ein Elektroauto zu kaufen. Für mehr als die Hälfte der Befragten ist es wichtig, dass ihr E-Auto ausschließlich mit nachhaltig erzeugtem Strom geladen wird.

Viessmann hat in einer repräsentativen Umfrage, die das Meinungsforschungsinstitut Innofact AG im Mai durchführte, die Bevölkerung zur Elektromobilität und zum klimaschonenden Bauen und Modernisieren befragt. Mehr als ein Viertel der Deutschen kann sich laut Umfrageergebnissen vorstellen, innerhalb der nächsten sechs Monate in ein eigenes E-Auto zu investieren. Voraussetzung ist für 82 Prozent die Lademöglichkeit zu Hause. Damit liegt diese deutlich vor den Ladesäulen am Arbeitsplatz, die für 61 Prozent der Befragten entscheidend ist. Ebenfalls sehr wichtig ist für mehr als die Hälfte der Befragten, dass ihr E-Auto ausschließlich mit nachhaltig erzeugtem Strom “betankt” wird. Die Infrastruktur für eine Wallbox in Kombination mit einem System zur Erzeugung von eigenem “grünem” Strom sollte daher laut Viessmann heute ein fester Bestandteil der Gebäudeplanung sein. Als größte Hürden beim Kauf eines E-Autos nannten die Befragten zu hohe Kosten (48 Prozent) bei einer zu geringen Reichweite (40 Prozent).

In der Umfrage gaben rund 40 Prozent der Befragten an, dass sie sich stärker für den Klimaschutz engagieren und den CO2-Fußabdruck ihres Zuhauses senken möchten. Die Motivation, etwas zum Klimaschutz beizutragen, ist zwar groß, ebenso groß ist jedoch die Unsicherheit. Laut Umfrage ist die Modernisierung nach modernen Umweltstandards für 53 Prozent der Deutschen eine nahezu unlösbare Aufgabe. Insbesondere die komplexe Förderlandschaft in Deutschland wird von 57 Prozent als zu unübersichtlich empfunden. Verbraucher wünschen sich Klarheit und Orientierung.

31.5.2019 | Quelle: Viessmann | solarserver.de © EEM Energy & Environment Media GmbH

9 Responses

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