Ein E-Auto hängt an einer privaten Wallbox. (Foto: SWR, Foto: Bettina Gall)

Studie zur E-Mobilität aus BW

E-Autos: Könnten Millionen Wallboxen das Stromnetz überlasten?

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Laura Schindler
Maxim Flößer

Autos sollen künftig vor allem elektrisch fahren. Millionen davon zu laden, stellt das Stromnetz vor Herausforderungen. Es gibt aber Lösungen, um Stromausfälle zu vermeiden.

Damit das Stromnetz in Baden-Württemberg mit dem Umstieg auf die Elektromobilität nicht überlastet wird, müssen sich die Netzbetreiber anpassen. Denn die sogenannten Wallboxen - private Ladepunkte für Autos am Haus oder in der Garage - haben einen hohen Stromverbrauch. Allein über einen Fördertopf des Bundes haben zuletzt mehr als 800.000 Haushalte einen Zuschuss dafür beantragt. Noch hält die Stromversorgung. Doch bereits 2030 will die Bundesregierung bis zu fünfzehn Millionen E-Autos auf der Straße haben - und dann?

Wenn alle abends ihr Auto laden, könnte in der Straße der Strom ausfallen

Bislang seien die größten Verbraucher im Haushalt Saunen oder Elektroherde gewesen, sagt Martin Konermann, Geschäftsführer Technik beim baden-württembergischen Netzbetreiber Netze BW, einer Tochter des Energiekonzerns EnBW. Eine handelsübliche Wallbox, also ein privater Ladepunkt am Haus oder in der Garage, habe mit bis zu 22 Kilowatt aber rund doppelt so viel Leistung. Wenn dann eine komplette Straße gleichzeitig nach Feierabend ihr Auto lade, könne im äußersten Fall die Sicherung für die Straße herausfallen.

Auch aus Sicht der Bundesnetzagentur stehen die Verteilnetze durch die Zunahme von E-Fahrzeugen oder auch Wärmepumpen absehbar vor Herausforderungen. Als Grund nennt die Behörde "teils beträchtlich höhere Bezugsleistungen" und eine deutlich höhere Gleichzeitigkeit bei der Nutzung. Es brauche eine zeitnahe und vorausschauende Ertüchtigung der Verteilernetze. Doch der Ausbau allein reiche nicht aus.

Ein Teilnehmer einer Projektstudie der Netze BW lädt in seiner Garage ein E-Auto. (Foto: dpa Bildfunk, picture alliance/dpa | Marijan Murat)
Mit einer Wallbox am Haus oder in der Garage lassen sich E-Autos daheim laden. Zu viele davon könnten jedoch das Stromnetz überlasten. Bei Pilotversuchen in BW wurden Ladegewohnheiten der Menschen untersucht. picture alliance/dpa | Marijan Murat

Pilotversuche in BW testen, wie und wann Menschen E-Autos laden

Wie stark das Netz durch das Aufladen der E-Autos belastet wird, erforschte die Netze BW in den vergangenen vier Jahren in mehreren Pilotprojekten in Baden-Württemberg. In den sogenannten "Netzlaboren" in Tamm (Kreis Ludwigsburg), Kusterdingen (Kreis Tübingen) und Ostfildern (Kreis Esslingen) untersuchten die Netzbetreiber Ein-, Zwei- und Mehrfamilienhäuser sowohl auf dem Land als auch in Städten. In Ostfildern versorgte die Netze BW zehn Haushalte in der Belchenstraße für rund eineinhalb Jahre mit E-Autos und Ladestationen - inklusive Stromkosten. Insgesamt machten 113 Haushalte an acht Standorten mit.

Das Ergebnis: Die Anzahl an Fahrzeugen, die gleichzeitig luden, variierte stark. Der Wert pendelte zwischen 22 und 88 Prozent und lag im Mittel bei 50 Prozent. "Wenn wir überall 80 bis 100 Prozent Gleichzeitigkeit gehabt hätten, dann hätte sich die Netzbelastung und damit der Ausbau um ein Vielfaches erhöht", sagt Markus Wunsch, der die Projekte leitete. Je nach Region und der individuellen Stromversorgung, variieren die Probleme. Besonders im ländlichen Raum seien die Stromlasten problematisch.

Droht Überlastung, sollen Netzbetreiber Ladeleistung reduzieren können

Künftig sollen Netzbetreiber zudem die Ladeleistung an den Wallboxen gezielt drosseln können, um die Belastung für das Netz bei zu vielen E-Autos abzufedern. Eine entsprechende gesetzliche Regelung dafür soll nächstes Jahr in Kraft treten. Das Lademanagement, das dafür benötigt wird, lässt sich entweder auf Basis des real gemessenen Stromverbrauchs durchführen - dafür braucht es aber entsprechende Messtechnik - oder über statische Ladefenster.

Beispielsweise könnte die Ladeleistung in den Abendstunden um die Hälfte reduziert werden. "Der Kunde kann weiterladen. Es geht dann aber teilweise nur etwas langsamer", sagt Technikchef Konermann. Praktisch haben die meisten Teilnehmer der Pilotprojekte laut Netze BW kaum Einschränkungen durch ein solches Lademanagement gemerkt. Die Autos seien am nächsten Morgen immer geladen gewesen und die Ladezeit habe sich um maximal eine Stunde erhöht.

Der Forscher für Netzintegration Krzysztof Rudion von der Uni Stuttgart sieht in der Begrenzung der Ladeleistung ebenfalls einen Hebel, um lokale Netzausfälle notfalls zu verhindern. Noch sei ihm kein solcher Ausfall bekannt. Für die Zukunft sei er aber nicht auszuschließen.

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