Zwischen zwei Kabelenden entladen sich kleine Blitze.

E‑Mobilität: Überlasten Elektroautos unser Stromnetz?

Die Energiewende ist voll in Fahrt: In absehbarer Zeit soll es keine konventionellen Kraftwerke mehr geben – aber zusätzlich zahlreiche Elektrofahrzeuge auf den Straßen. Kritiker befürchten hierbei den Zusammenbruch des Stromnetzes. Derartige Szenarien sind nach bisherigen Studien jedoch äußerst unwahrscheinlich. Im folgenden Artikel erfahren Sie mehr über das Thema und bekommen einen Ausblick auf die bahnbrechenden Technologien im Rahmen der Energiewende. (Bild: Adobe Stock)

Die Energiewende ist voll in Fahrt: In absehbarer Zeit soll es keine konventionellen Kraftwerke mehr geben – aber zusätzlich zahlreiche Elektrofahrzeuge auf den Straßen. Kritiker befürchten hierbei den Zusammenbruch des Stromnetzes. Derartige Szenarien sind nach bisherigen Studien jedoch äußerst unwahrscheinlich. Im folgenden Artikel erfahren Sie mehr über das Thema und bekommen einen Ausblick auf die bahnbrechenden Technologien im Rahmen der Energiewende. (Bild: Adobe Stock)

Das und mehr erfahren Sie hier über das Stromnetz und E‑Mobilität:

  • Dunkelheit und Windstille verringern die Leistung von wetterabhängigen erneuerbaren Energien – es droht eine sogenannte Dunkelflaute.
  • Für die Zukunft wird sich Deutschland bei den Energiequellen breit aufstellen, um die Energiewende zu realisieren.
  • Elektrisch angetriebene Autos können dank intelligenter Technik sogar dazu beitragen, eine Unter- oder Überlastung des Netzes zu vermeiden.

Was ist eine Dunkelflaute?

Mit Dunkelflaute ist ein Szenario gemeint, das im Rahmen der Energiewende immer wieder beschrieben wird. Stellen Sie sich hierzu folgende Situation vor: In ganz Deutschland weht tagelang kein Wind, um die Windkraftanlagen zu betreiben. Gleichzeitig fällt der Solarstrom – wie üblich – mit Anbruch der Dunkelheit weg. Wenn dann nicht genügend Energiereserven oder konventionelle Kraftwerke vorhanden wären, käme es zu einem flächendeckenden Stromausfall. Dauert eine solche Lage mehrere Tage an, ist von einer kalten Dunkelflaute die Rede. Mit dem Strom fielen zum Beispiel die zentrale Wärmeversorgung und das Internet aus. Auch die Mobilität wäre betroffen: Elektroautos bliebe der Saft aus, da Ladestationen nicht mehr funktionieren. Aber ist die Elektromobilität in Zukunft durch kalte Dunkelflauten ernsthaft gefährdet? 

Dunkelflauten gibt es tatsächlich

Eine Reihe von Windrädern steht von Nebel umgeben still.
Kein Wind und schlechtes Wetter – kann das unsere Stromversorgung in Zukunft gefährden? (Bild: Adobe Stock)

Natürlich haben Windenergie und Solarenergie den Nachteil, dass ihre Leistung vom Wetter abhängt. Um herauszufinden, welche Konsequenzen ein Ausfall dieser erneuerbaren Energiequellen tatsächlich hätte, lohnt sich jedoch ein Blick in die Vergangenheit. Ohne dass wir es merken, kommt es regelmäßig zu Dunkelflauten. In der Zeit vom 16. bis zum 25. Januar 2017 herrschte in Deutschland beispielsweise fast flächendeckend Nebel und Windstille. Die erneuerbaren Energien lieferten kaum Strom und der Anteil an konventionellen Kraftwerken betrug in dieser Zeit fast 90 Prozent. Auffüllen ließ sich die Lücke unter anderem mit Gaskraftwerken, die innerhalb kürzester Zeit zur Verfügung standen. Diese stellten sogar nur 10 Gigawatt der vorhandenen 24 Gigawatt bereit. Hierdurch merkte niemand etwas von dem Engpass und das gesellschaftliche Leben lief ganz normal weiter. Deutschland war sogar in der Lage, einen Anteil wieder ins Netz zu exportieren. 

Braunkohleverstromung ist in so einem Fall übrigens wenig nützlich: Entsprechende Kraftwerke benötigen rund zehn Tage, bis sie hochgefahren sind. Sie sind daher gar nicht imstande, kurzfristig Strom in die deutschen Netze einzuspeisen. Daher blieben sie 2017 während der gesamten kalten Dunkelflaute inaktiv. 

Dieser Vorfall zeigt, dass es keine Lösung ist, einfach alles beim Alten zu belassen. Kohlekraftwerke stehen den Klimazielen im Weg und sind kaum für eine kurzfristige Überbrückung geeignet. Stattdessen kommt es darauf an, intelligente Lösungen für die Zukunft zu finden, um eine Überlastung zu vermeiden. 2017 war die Anzahl der E-Autos noch recht gering. Um im Jahr 2030 den Betrieb von dann über zehn Millionen Elektroautos zu ermöglichen, ist jedoch noch etwas Zeit. Mit leistungsstarken erneuerbaren Energien steht auch der Elektromobilität nichts mehr im Weg.

Energiewende mit erneuerbaren Energien

Gaskraftwerke sind schnell einsatzbereit und eignen sich daher grundsätzlich perfekt, um eventuelle Lücken in der Energieversorgung zu schließen. Hierbei kommt es maßgeblich darauf an, welches Gas eingesetzt wird. Erdgas ist aufgrund seines fossilen Charakters nur bedingt umweltbewusst. Besser ist sogenanntes „grünes Gas“ wie Wasserstoff. Dieses arbeitet perfekt mit übrigen erneuerbaren Energien zusammen. Es gibt neben kalten Dunkelflauten auch Zeiten, in denen das Gegenteil eintritt, also besonders viel Wind weht oder die Sonne sehr intensiv und lange scheint. Hierbei entsteht überschüssiger Strom, der zum Zeitpunkt der Produktion nutzlos ist. In sogenannten Power-to-Gas-Anlagen (P2G) lässt sich Solar- und Windenergie in Form von Wasserstoff speichern. Spielt das Wetter kurzzeitig nicht mit, lässt sich das Gas flexibel zur Erzeugung von Strom verwenden. Auf diese Weise braucht man auch bei einer Dunkelflaute nicht auf das Laden von Elektroautos zu verzichten. 

Daneben gibt es zahlreiche weitere Möglichkeiten, schnell an Strom zu gelangen. Biogasanlagen sind beispielsweise ebenfalls sofort einsatzbereit und liefern zuverlässig Strom. Auch große Batteriespeicher können schnell Abhilfe schaffen. Durch günstigen Nachtstrom lassen sich zudem Anreize zur Speicherung des Stroms abseits von Spitzenzeiten schaffen.

Gemeinsam stark

Blick auf den Stausee Kaprun in Österreich.
Strom aus Wasserkraft ist eine Möglichkeit, Dunkelflauten zu überbrücken. (Bild: Getty Images)

Dem europäischen Stromnetz kommt ebenfalls eine Schlüsselrolle zu. Der Kontinent ist groß und bietet zahlreiche Möglichkeiten, Energie zu erzeugen. In Norwegen, Schweden oder Österreich gibt es beispielsweise Pumpspeicherkraftwerke, die über jede Menge Leistung verfügen. Die Gebirge in diesen Ländern ermöglichen die Anlage großer Stauseen. Bei einem spontanen Bedarf ist es möglich, das darin befindliche Wasser abzulassen. Hierbei strömt es durch Turbinen, die sofort Strom erzeugen. Derartige Kraftwerke sind schnell einsatzbereit und vollkommen unabhängig vom Wetter oder der Sonneneinstrahlung.

Um in Deutschland einen Nutzen aus der so erzeugten Energie zu ziehen, ist es lediglich notwendig, leistungsfähige Stromübertragungstrassen anzulegen. Internationale Zusammenarbeit der Netzbetreiber kann daher maßgeblich dazu beitragen, die Folgen einer möglichen Dunkelflaute abzumildern. Technisch ist es bereits durchführbar, Strom über lange Entfernungen nahezu verlustfrei zu transportieren. Die sogenannte Hochspannungs-Gleichstrom-Übertragung (HGÜ) kommt schon heute bei Unterseekabeln zum Einsatz. Sie ist deutlich effizienter als konventionelle Wechselstromleitungen

Smart Grids

Smart Grids sind eine besonders faszinierende Möglichkeit, um den Strombedarf flexibel zu managen und eine Dunkelflaute zu verhindern. Mithilfe intelligenter Stromnetze lässt sich beispielsweise der Strom von Elektroautos alternativ nutzen. Das Konzept beruht darauf, dass in den Stromnetzen von morgen Strom und Daten gleichzeitig fließen. Eine Steckdose ermöglicht es dem Auto hierbei, neben dem Laden auch Strom abzugeben. Dazu folgendes Beispiel: Sie fahren Ihr geladenes E‑Auto gerade nicht. Der im Fahrzeug gespeicherte Strom lässt sich mithilfe des Smart Grids beispielsweise für die Waschmaschine verwenden. Durch dieses bidirektionale Laden sinkt der Bedarf an Strom, der aus dem Netz bezogen wird. Ein flächendeckendes Smart Grid macht das Anspringen eines zusätzlichen Kraftwerks im Idealfall überflüssig. 

Der Traum von der grünen Zukunft ist bereit für die Realität. Mögliche Versorgungslücken können durch neue Technologien auch im Fall einer andauernden Dunkelflaute vermieden werden. Auch bei einem kompletten Umstieg auf erneuerbare Energien und einer Verkehrswende hin zur Elektromobilität stellen sie kein unüberwindbares Problem dar, wie zahlreiche Studien belegen. Eine Überlastzung des Stromnetztes kann vermieden werden, wenn die unterschiedlichen Bausteine der Versorgung und Nutzung durch Digitalisierung perfekt ineinandergreifen.

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    Weitere Informationen zum offiziellen Kraftstoffverbrauch und den offiziellen, spezifischen CO2-Emissionen neuer Personenkraftwagen können dem „Leitfaden über den Kraftstoffverbrauch, die CO2-Emissionen und den Stromverbrauch neuer Personenkraftwagen“ entnommen werden, der an allen Verkaufsstellen und bei der DAT Deutsche Automobil Treuhand GmbH, Hellmuth-Hirth-Str. 1, 73760 Ostfildern-Scharnhausen (www.dat.de/co2) unentgeltlich erhältlich ist.

    Effizienzklassen bewerten Fahrzeuge anhand der CO2-Emissionen unter Berücksichtigung des Fahrzeugleergewichts. Fahrzeuge, die dem Durchschnitt entsprechen, werden mit D eingestuft. Fahrzeuge, die besser sind als der heutige Durchschnitt werden mit A+++, A++, A+, A, B oder C eingestuft. Fahrzeuge, die schlechter als der Durchschnitt sind, werden mit E, F oder G beschrieben. Die hier gemachten Angaben beziehen sich jeweils auf die EG-Typgenehmigung des gewählten Modells und dessen Serienausstattung gem. Richtlinie 2007/46/EG. Von Ihnen im Zuge der Konfiguration gewählte Sonderausstattung kann dazu führen, dass Ihr konfiguriertes Modell aufgrund der gewählten Ausstattung einem anderen genehmigten Typ entspricht, als dies ohne gewählte Sonderausstattung der Fall wäre. Daraus können sich Abweichungen der Angaben für Ihr konfiguriertes Modell ergeben. Bei den angegebenen CO2-Werten handelt es sich um die Werte, die im Rahmen der Typgenehmigung des Fahrzeugs ermittelt wurden.