Elektroautos werden oft Abends aufgeladen und belasten so das Stromnetz

In einem Praxistest wurde getestet, wie und ob sich Elektroautos als aktive Energiespeicher einsetzen lassen. Eines der Haupterkenntnisse ist, dass der Großteile sein E-Auto in den Abendstunden auflädt und somit das Stromnetz zusätzlich belastet, anstatt es zu entlasten.

Ein Elektroauto wird an eine Ladestation angeschlossen. Bildquelle: enercity

Dadurch, dass immer mehr Energie auf regenerative Weise produziert wird, also zum Beispiel durch Wind- und Solaranlagen, lässt sich immer schlechter planen, wann wie viel Energie in das Stromnetz eingespeist wird.
Denn während Photovoltaikanlagen in der Regel die meiste Energie zur Mittagszeit erzeugen, ist die Vorhersage bei den Windkraftanlagen schon schwieriger. Daher wollen immer mehr Unternehmen stationäre Energiespeicher oder Elektroautos verwenden, um den Strom dort zu speichern, wenn besonders viel Energie erzeugt wird: Wie zum Beispiel an einem sonnigen und dennoch windigen Mittag.
Die gespeicherte Energie soll dann wieder in das Stromnetz gespeist werden, wenn die Energie benötigt wird. Dies ist in der Regel hauptsächlich in der Abendzeit der Fall, wenn die Menschen zu Hause sind und so die ganzen Stromverbraucher einschalten.

Der Energieanbieter enercity hat einen sogenannten Ladeversuch gestartet, die Pressemitteilung ist hier:

Abschlussbericht zum enercity-Ladeversuch

Die Ergebnisse des Forschungsprojekts „Demand Response – das Auto als aktiver Speicher und virtuelles Kraftwerk“ im Niedersächsischen Schaufenster Elektromobilität hat enercity nun dem Bundeswirtschaftsministerium vorgelegt und veröffentlicht.

Ein rund 200 Seiten starker Abschlussbericht beschreibt ausführlich die Erfahrungen des Ende 2015 beendeten Feldversuchs und bietet Grundlagen für den Ausbau der E-Mobilität. Insgesamt 40 Fahrzeuge standen im Praxistest mit eigens entwickelten intelligenten Ladeboxen, davon 30 unterschiedliche Elektroautos privater und gewerblicher Herkunft sowie 10 VW e-up! aus dem enercity-Fuhrpark.

„Unser Projekt zeigt, dass die angebotenen und erprobten Lademodelle einfach handhabbar sind, in die Alltagsabläufe passen und eine hohe Flexibilität aufweisen. Positiv zu bewerten ist, dass rund 90 Prozent des Energiebedarfs flexibel geladen wurden und so die Stromnetze stabilisiert und entlastet werden könnten. Das Projekt bestätigt eine große Nutzerakzeptanz für netzgesteuertes Laden“, bewertet Projektleiter Matthias Röhrig, der als enercity-Abteilungsleiter für die Entwicklung neuer Geschäftsmodelle verantwortlich ist, die Praxistests.

Über 26 Millionen aufgezeichnete Datensätze der Ladevorgänge galt es auszuwerten. Insgesamt wurden 74.870 kWh während des 15-monatigen Feldversuchs geladen (entspricht etwa 60.500 kWh Jahresmenge). Die maximale summierte Ladeleistung aller Boxen in einer Viertelstunde war am 12. Februar 2015 von 00:00 bis 00:15 Uhr und betrug gut 89.569 kW.

Ungesteuertes Laden erhöht Lastspitzen im Stromnetzc

Die erste 18-wöchige Referenzphase zeigte das gewohnheitsmäßige Laden. Die Ladezeitpunkte lagen meist in der höchste Stromnachfrage des Tages (zwischen 18 und 20 Uhr). Das ungesteuerte Laden von zukünftig zahlreicheren E-Fahrzeugen würde zu noch höheren Lastspitzen, besonders in den Abendstunden führen. Bereits der erste Steuerungsansatz mit vorgegebenen Zeitfenstern war erfolgreich. Bei den 40 Probanden erfolgte nun eine deutliche Lastverschiebung in Richtung späterer Stunden, wo sich die Gesamtlastkurve im Stromnetz wieder auf Talfahrt befindet. Dieses Zwischenergebnis des enercity-Ladeversuchs zeigt ein kurzer Film zum Projekt: https://youtu.be/zpZ2SsegLYo

E-Autos als Baustein der Energiewende

Die statischen Zeitfenster berücksichtigten noch nicht das willkürliche Aufkommen von Wind- und Solarstrom. Netzseitig vorgegebene variable Zeitfenster beim flexiblen Lademodus waren der nächste Schritt. Entscheidend für zukünftige Produktentwicklung ist aber die Nutzerakzeptanz. Auch hier machten über vier Fünftel der Probanden gut mit. Über 90 % der Ladevorgänge wurden in flexible Zeiten verschoben. „Das konkrete Wahlverhalten im Projektverlauf zeigte, dass gesteuerte Ladezeiten alltagstauglich sind“, so Röhrig.

Das flexible Laden war so gut möglich, weil nur ein Fünftel der Tester an Werktagen eine Akkuladung von 80% oder mehr benötigen. Die Hälfte kam für ihre Alltagswege mit der halben Akkuladung aus. Durchschnittlich wurde nur an jedem zweiten Tag geladen. Während die Akzeptanz unter der Woche sehr hoch war, dominierte am Wochenende ein höherer Wunsch nach individueller Lade-Sicherheit. Es sollten in der Freizeit alle Optionen offen bleiben, obwohl die Messergebnisse zeigen, dass der tatsächliche Bedarf geringer ist. Deutlich fiel auf, dass sich die Einstellung der Teilnehmer während des Feldversuchs veränderte. Nach dem Feldversuch herrschte insgesamt ein geringerer Kontrollwunsch über den Ladevorgang.

Am Ende des Projekts wurde getestet, wie sich Elektrofahrzeuge in virtuellen Kraftwerken nützlich machen können. Die Nutzer gaben die geplante Abfahrtszeit ein, zu der das Fahrzeug geladen sein sollte. Während der mehrere Stunden umfassenden Standzeit des Autos kann so schwankende Erzeugung oder Nachfrage durch das Laden oder Entladen ausgeglichen werden. Gut ein Drittel der Nutzer war bereit, das E-Fahrzeug als aktiven Speicher bereit zu stellen.

 Hintergrundinformationen zum Projekt „Demand Response“

Das Projekt „Demand Response – das Auto als aktiver Speicher und virtuelles Kraftwerk“ wurde im Rahmen des Schaufensters Elektromobilität von der Bundesregierung gefördert. Träger des Projekts ist die enercity Contracting GmbH. Bei dem Forschungsvorhaben untersuchte die enercity zusammen mit der Leibniz Uni Hannover (Institut für Energieversorgung und Hochspannungstechnik) und dem Institut für Transportation Design aus Braunschweig die Randbedingungen und Möglichkeiten einer Integration von Elektrofahrzeugen in die bestehenden energiewirtschaftlichen Systeme. Ziel war die Entwicklung von marktfähigen Geschäftsmodellen, die das Nutzerverhalten so steuern, dass Elektromobilität einen nennenswerten Beitrag zur Stabilisierung des energiewirtschaftlichen Gesamtsystems liefern kann. Bei insgesamt 40 Elektrofahrzeugen wurde das Ladeverhalten der Nutzer untersucht. Dazu wurde eine CarConnectBox (CCB) entwickelt, mit der die Ladevorgänge aufgezeichnet und gesteuert werden können. Nachdem die an 40 Stellplätzen installiert worden war, startete der Elektroauto-Ladeversuch bei enercity am Dienstag, den 27. Mai 2014. Neben 30 unterschiedlichen Elektroautos privater und gewerblicher Herkunft nahmen auch 10 VW e-up! aus dem enercity-Fuhrpark an dem Feldversuch teil.

Das Projekt „Demand Response“ war eines von rund 30 Projekten im Schaufenster Elektromobilität der Metropolregion Hannover Braunschweig Göttingen Wolfsburg. Es lief in den drei Jahren 2013 bis 2015 und wurde mit rund 640.000 Euro vom Bundesministerium für Wirtschaft im Rahmen der Schaufensterinitiative der Bundesregierung gefördert.