Nachhaltiges Stromnetz: Elektroautos sind die Lösung

Uns steht eine radikale Transformation des Energie- und Automobilsektors bevor, die dabei hilft, die CO2-Emissionen des Verkehrssektors drastisch zu senken und die eine Win-Win-Situation für alle Beteiligten darstellt – sowohl Energieversorger, Netzbetreiber, Automobilhersteller, Energiedienstleister als auch die Endkunden.

Autos können dank der Elektromobilität ein aktiver Teil des Stromnetzes werden. So helfen sie, erneuerbare Energien aus Sonne und Wind schlau und kostengünstig ins Netz zu integrieren und Lastspitzen zu glätten. Da private Pkw pro Tag ohnehin im Schnitt 23 Stunden nur herumstehen und kaum mehr als 40 Kilometer bewegt werden, sind Batterie-Autos bestens geeignet für die Aufgabe als Zwischenspeicher. Dazu müssen Elektroautos die Vehicle-to-Grid-Technologie (V2G) beherrschen, also Strom sowohl aufnehmen als auch abgeben können. Der Fachmann spricht hierbei vom bidirektionalen Laden.

Der Weg in diese neue Energiezukunft mag weit erscheinen, zumal die passenden Fahrzeuge und Produkte noch nicht in Massen auf dem deutschen Markt verfügbar sind. Der Energiedienstleister The Mobility House (TMH) aus München jedoch ist die ersten Schritte schon gegangen und hat in vielen Pilotprojekten festgestellt, dass V2G allen Beteiligten sowohl wirtschaftliche als auch praktische Vorteile bietet: Den Energieversorgern weil mehr erneuerbare Energien abgenommen werden können; den Netzbetreibern, weil ein teurer Netzausbau vermieden wird; und dem Endkunden, weil er mit seinem geparkten Elektroauto Geld verdienen kann - mehrere Hundert Euro pro Jahr sind möglich.

Dass der Akku des Stromers durch seinen Zweitjob als temporärer Stromspeicher vorzeitig verschleißen könnte, muss der Autobesitzer nicht befürchten. Im Gegenteil: Untersuchungen von TMH in Zusammenarbeit mit der TU München haben gezeigt, dass durch die gleichmäßige Belastung, die wie eine Art Batteriemassage wirkt, die Lebensdauer eines Akkus stabil bleibt und in besonderen Einsatzfällen sogar verlängert werden kann.

Schon seit 2012 erprobt TMH jene Technologien, die V2G alltagstauglich machen werden. Zu Beginn ging es vor allem darum, das Laden von Elektroautos zu optimieren und von den Preisschwankungen am Strommarkt zu profitieren. In einem Pilotprojekt mit Renault entwickelte das Unternehmen eine smarte Lade-Software, welche unter Berücksichtigung des Fahrwunsches bevorzugt dann Energie aus dem Netz entnimmt, wenn sie günstig ist. Was dann der Fall ist, wenn viel überschüssige alternative Energie zur Verfügung steht. Die Kosten fürs Laden werden so im Schnitt um zehn bis 15 Prozent gesenkt. Dieser Smart-Charging-Prozess ist heute fester Bestandteil der Lade- und Energie-Software von TMH.

In den nächsten Schritten ging es darum, den Strom aus dem Auto-Akku anderweitig wieder heraus zu bekommen, um ihn im Haus zu nutzen. Im Hauptsitz in München hat TMH im Jahr 2015 erstmals ein Elektroauto von Nissan erfolgreich ins Hausnetz des Gebäudes integriert und als Energielieferant für das Büro genutzt. Die Energie für so manchen Espresso kommt seitdem direkt aus dem Stromer in der Tiefgarage.

Ein ähnliches Projekt, mit dem das Energieunternehmen das bidirektionale Laden erprobt, steht in Offenbach am Forschungszentrum des Automobilherstellers Honda. Dort hilft das System, das aus einer V2G-fähigen Ladestation, einem Elektrofahrzeug und der Gebäudelast besteht, den Energieverbrauch zu optimieren. Der Fokus liegt darauf, die Eigennutzung der Sonnenenergie zu erhöhen und die Energiekosten zu senken.

In einem weiteren, deutschlandweiten Projekt mit dem Netzbetreiber Tennet und dem Autohersteller Nissan dienen die Batterien von Elektroautos dafür, dass erneuerbare Energien optimal ins Netz eingespeist werden und aufgrund der Netzengpässe zwischen dem energiereichen Norden Deutschlands und dem stromhungrigen Süden nicht abgeschaltet werden müssen. Denn vor allem in Süddeutschland besteht am Morgen und am Abend ein sehr hoher Strombedarf. Deshalb ist auch der Bau einer Nord-Süd-Trasse angedacht, um diese Lastspitzen ausgleichen zu können, und die im Norden reichlich vorhandene Windenergie in den Süden zu bringen.

In dem Projekt von TMH wird momentan untersucht, ob es nicht sinnvoller wäre, statt allein auf die etliche Milliarden Euro teuren neuen Trassen auch auf Elektroautos als Zwischenspeicher zu setzen. Zu den Zeiten mit wenig Strombedarf, also Nachts und am frühen Nachmittag, könnten diese im Süden problemlos reichlich Windstrom aus dem Norden aufnehmen und zwischenspeichern, ohne dass die bisherigen Trassen an ihre Grenzen gelangen würden. Während der Lastspitzen am Morgen, gegen Mittag und am Abend würde der Strom aus ihren Batterien dafür verwendet werden, den hohen Bedarf direkt vor Ort zu decken. Zwar sind dafür tausende Elektroautos mitsamt den passenden Ladestationen vonnöten - mit ihrer stetig steigenden Anzahl ist es aber nur eine Frage der Zeit, bis diese Lösung tatsächlich Realität werden kann.

Die technologisch anspruchsvollste Energiemarktanwendung der TMH-Projekte ist jene in Hagen, mit der das Unternehmen als erstes überhaupt ein V2G-Fahrzeug zur Stabilisierung der deutschen Primärregelleistung einsetzt, die Königsdisziplin der Stromnetzstabilisierung. Dabei kommt es in Echtzeit auf den zuverlässigen und sekundenschnellen Ausgleich von Stromschwankungen an. Bisher erledigen diese Aufgabe meist Gasturbinen- oder Pumpspeicherkraftwerke. Das Besondere an diesem Projekt ist, dass sich mit E-Autos in der Primärregelleistung bares Geld verdienen lässt, da die Netzbetreiber für die Netzstabilisierung jedes Jahr mehrere Hundert Millionen Euro in die Hand nehmen. In Hagen verdient das Elektroauto, ein Nissan Leaf, seit Oktober 2018 im Schnitt 20 Euro pro Woche. Aufs Jahr gerechnet ergeben sich 1000 Euro und die Erkenntnis, dass einfach nur rumstehen auch eine sich lohnende Angelegenheit sein kann.

Eines der spannendsten V2G-Projekte findet derzeit auf der Insel Porto Santo der portugiesischen Inselgruppe Madeira statt. Mitten im Atlantik - wo bisher Dieselgeneratoren den benötigten Strom bereitstellen - soll ein weitestgehend energieautarkes und komplett nachhaltiges System entstehen. Die ersten 22 Renault Elektroautos, zwei davon V2G-fähig, sind bereits im Einsatz, um das Stromnetz der 5000 Einwohner großen Insel unabhängig von den teuren Diesel-Lieferungen zu machen. TMH steuert die intelligente Software bei, den sogenannten Marketplace, der das Zusammenspiel zwischen herkömmlichen Elektroautos, stationären Second-Life Batteriespeichern, bidirektionalen Elektrofahrzeugen, Wind- und Solaranlagen sowie den Dieselgeneratoren optimiert. In diesem, weltweit noch einzigartigen Projekt tragen die Erneuerbaren Energieerzeuger bereits 15 Prozent zur Stromversorgung der Insel bei.

„In Porto Santo können wir beweisen, dass eine Welt ohne fossile Brennstoffe möglich ist. Mit unserer Technologie sorgen Elektrofahrzeuge nicht nur für eine emissionsfreie Mobilität, sondern tragen auch dazu bei, dass das Stromnetz effizienter, zuverlässiger und kostengünstiger wird“, sagt Thomas Raffeiner, Gründer und CEO von TMH.

„Jetzt haben wir schon fast alles erreicht“, so Raffeiner weiter. „Wir wissen wie bidirektionales Laden funktioniert, wir haben die Schnittstellen, die Technologie ist bereit. Jetzt geht es darum, den regulatorischen Rahmen für Endkundenprodukte zu schaffen.“ Und die Kunden dürfen sich freuen: Denn wenn Elektroautos, wie es viele Hersteller bereits angekündigt haben, in einigen Jahren zu Preisen eines vergleichbaren Benziners oder Diesels erhältlich sind, und dann auch noch als Zwischenspeicher Geld erwirtschaften, wird Autofahren deutlich günstiger. Und klimaschonender zugleich.