Zürich

Unter Strom: Was Elektroautos ausbremsen könnte

Je mehr Elektroautos verkehren und aufgeladen werden müssen, desto grösser wird die Belastung für das Stromnetz.

Je mehr Elektroautos verkehren und aufgeladen werden müssen, desto grösser wird die Belastung für das Stromnetz.

Die Debatte um den Klimaschutz könnte den Elektrofahrzeugen zum Durchbruch verhelfen. Sollten sie sich tatsächlich rasant durchsetzen, zeichnet sich jedoch ein neues Problem ab: das Stromnetz.

Elektrofahrzeuge sind auf den Zürcher Strassen im Vormarsch. Neben Elektroauto-Pionier Tesla haben mittlerweile auch viele der grossen Autohersteller Elektromodelle im Angebot. Trotzdem fristet das Elektroauto vorläufig noch ein Nischendasein: 2018 war schweizweit nur rund jedes fünfzigste neuzugelassene Auto rein elektrisch angetrieben. Der Marktanteil wächst allerdings von Jahr zu Jahr.

Auch im öffentlichen Verkehr werden künftig vermehrt Fahrzeuge eingesetzt, die mit Elektroantrieb und Akku fahren: Die Verkehrsbetriebe Zürich (VBZ) haben diese Woche mitgeteilt, dass sie acht Elektrobusse für den Einsatz auf Quartierlinien anschaffen wollen. Und das soll erst der Anfang sein. Denn wenn die Beschaffungs- und Betriebskosten von Elektrobussen weiter sinken, wird ihr Einsatz in den kommenden Jahren definitiv günstiger als derjenige von entsprechenden Dieselbussen.

Angenommen, die Elektrofahrzeuge eroberten jetzt tatsächlich im Eiltempo die Strassen: Hätten wir überhaupt genug Strom für hunderttausende von Elektroautos und -bussen? Ja, sagen Studien zu diesem Thema.

Ladestationen sind wahre Stromfresser

Etwas komplizierter fällt die Antwort auf die Frage aus, ob wir den Strom denn auch immer und überall zur gewünschten Zeit in die Akkus der Fahrzeuge bekämen. Denn die Ladestationen sind – verständlicherweise – wahre Stromfresser. Die VBZ haben dazu einen Vergleich angestellt. «Jeder Batterie-Quartierbus wird mit einer Leistung von bis zu 150 kW aufgeladen. Das entspricht ungefähr der Leistung von 75 gleichzeitig laufenden Waschmaschinen», wird Christian Senn, Leiter Baumanagement bei den VBZ, in einer Mitteilung zitiert.

Beim Laden eines normalen Autos verringert sich die benötigte Leistung etwa um den Faktor 10 – jedenfalls solange keine Schnellladetechnologie eingesetzt wird. Je schneller der Akku geladen werden soll, desto höher die Leistung, die durch die Leitung fliessen muss.
Solange in Tiefgaragen, in Wohnquartieren oder sonst irgendwo meist nur vereinzelte Elektroautos stehen, die aufgeladen werden müssen, sind die Schwankungen des Strombedarfs, die durch das Ein- und Ausschalten der Ladestationen entstehen, kein Thema. Sowohl die vorhandenen Elektroinstallationen in den Gebäuden als auch die Stromnetze in den Quartieren reichen dazu problemlos aus.

Probleme könnte es jedoch schneller geben, als man denkt: «Wenn es in Ihrer Nachbarschaft etliche Elektrofahrzeuge gibt, die alle gleichzeitig geladen werden sollen, wird es schwierig», sagt Marina González Vayá, Fachspezialistin Smart Grid bei den Elektrizitätswerken des Kantons Zürich (EKZ). Denn die Kapazitäten der Leitungen und Elektroinstallationen sind beschränkt. Ähnlich wie bei einem Wasserschlauch lässt sich der Durchfluss nicht beliebig erhöhen – sonst knallt es irgendwann.

Abhilfe schaffen soll das Lastmanagement. Die Ladestationen für Elektrofahrzeuge müssen angesteuert werden können, sodass die Stromversorger sie falls nötig vorübergehend abschalten können. «Erfahrungen mit Lastmanagement haben wir beispielsweise schon mit Warmwasserboilern», sagt González Vayá. Diese würden nachts in Gruppen gestaffelt freigeschaltet. Auch Wärmepumpen, die immer häufiger Öl- und andere Heizungssysteme ersetzen, können wenn nötig kurzzeitig ausgeschaltet werden.

«Man weiss im Moment nicht genau, ab welchem Prozentsatz am Fahrzeugbestand die Elektrofahrzeuge ein Problem für die Stromnetze werden könnten», sagt González Vayá. Klar sei aber, dass man sich auf einen steigenden Anteil vorbereiten müsse. «Optimal wäre, wenn die Fahrzeuge gestaffelt geladen würden.» Im Normalfall muss ein Elektroauto am morgen früh wieder geladen sein, damit seine Besitzerin oder sein Besitzer damit zur Arbeit fahren kann.

Ob das Auto um 22 Uhr oder um 4 Uhr geladen wird, spielt dabei keine Rolle. In einer grossen Garage, wo zahlreiche Ladestationen stehen, würde eine intelligente Steuerung vor Ort dafür sorgen, dass es keine zu hohen Lastspitzen gibt. In Quartieren mit vielen Einfamilienhäusern hingegen müssten die Netzbetreiber für das Lastmanagement sorgen. Und dafür wiederum müssten die Kunden ihr Einverständnis geben.

Netzausbau ist möglich, geht aber ins Geld

Aber was, wenn auch Lademanagement nicht mehr ausreicht, weil einfach zu viele Fahrzeuge gleichzeitig geladen werden sollen? «Machbar ist grundsätzlich alles, es ist einfach eine Frage der Kosten», sagt González Vayá. Konkret: Das Stromnetz muss ausgebaut werden. Das verursacht nebst einmaligen Ausgaben auch wiederkehrende Kosten, die vom Netzbetreiber in Rechnung gestellt werden.

Für die VBZ wird daran kein Weg vorbeiführen, wenn sie wie geplant im grossen Stil Elektro-Busse mit Akkus einsetzen wollen. «Wir werden die Anschlussleistung der Betriebshöfe erhöhen müssen», teilt Mediensprecherin Daniela Tobler auf Anfrage mit. Mindestens so wichtig sei aber ein intelligentes Lademanagementsystem, welches die Spitzenlast so tief wie möglich halte.

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