Seit einigen Jahren werden Elektroautos, E-Fuels und Wärmepumpen intensiv im politischen Diskurs diskutiert. Trotzdem besteht in einigen Bereichen immer noch erheblicher Nachholbedarf. Insbesondere die Verkehrswende sieht sich derzeit bedeutenden Herausforderungen gegenüber, insbesondere im Hinblick auf das Stromnetz in Deutschland und vielen anderen Ländern. Eine neue Studie könnte jedoch dazu beitragen, einige dieser Hürden zumindest teilweise zu reduzieren oder sogar vollständig zu beseitigen.

Elektroautos, Photovoltaik und das Stromnetz

Erst jüngst warnte der Verband der Elektro- und Digitalindustrie (ZVEI), die geplante Anzahl an Elektrofahrzeugen und Wärmepumpen könne bis 2030 zu einem Zusammenbruch des deutschen Stromnetzes führen. Die Idee des Verbandes: Die Bundesregierung müsse bis dahin mindestens 100 Milliarden Euro in kritische Infrastrukturen investieren.

Im Rahmen seiner Forschungsarbeit präsentierte ein Team um Zachary Needell vom kalifornischen Lawrence Berkeley National Laboratory gleich mehrere weitere Strategien, um dieses Problem zu umgehen. Sie könnten vergleichbare Investitionen in Anspruch nehmen, setzen jedoch alles in allem auf ein etwas dezentraleres Konzept. Zunächst beziehen sich die Forschenden dabei in erster Linie auf die USA, allerdings ließe sich ihr Vorschlag auch auf Deutschland beziehungsweise die Europäische Union anwenden.

„Der großflächige Einsatz dieser Technologien kann jedoch, wenn er nicht gesteuert wird, die Stromkosten in die Höhe treiben, indem er die abendliche Spitzennachfrage erhöht und eine Überproduktion von Strom während der Mittagszeit verursacht“, konstatieren Needell und seine Mitarbeitenden. Grund dafür sei mitunter der Einsatz von Elektroautos und Photovoltaik zur Eindämmung des Klimawandels.

Kombinierbare Ansätze

Die Forschenden modellierten die geplanten Einführungen am Beispiel zweier US-Städte. Anschließend untersuchten sie, wie sich bestimmte Technologien und Strategien in Antwort auf die neuen Gegebenheiten auf das Stromnetz beziehungsweise dessen Auslastung auswirken würden. Dabei kamen sie gerade in Hinblick auf Elektrofahrzeuge auf einige vielversprechende Erkenntnisse.

„In beiden Städten wird der Anstieg der Spitzennachfrage durch das verzögerte Aufladen zu Hause nahezu eliminiert“, heißt es in der Studie, die das Team im Fachjournal Cell Reports Physical Science veröffentlichte. „Das Aufladen am Arbeitsplatz kann die Nachfragespitzen in ähnlicher Weise reduzieren und gleichzeitig die Kürzung des photovoltaischen Stroms um die Hälfte verringern.“

Wie die Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler erklären, seien beide Ansätze abhängig von örtlichen Gegebenheiten und politischen Plänen kombinierbar. „Wichtig ist, dass die Nutzung dieser Vorteile eine Beschleunigung der Einführung von Elektrofahrzeugen im Vergleich zu den derzeitigen Raten erfordern würde.“

Quellen: „Strategies for beneficial electric vehicle charging to reduce peak electricity demand and store solar energy“ (Cell Reports Physical Science, 2023)

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