Die Anzahl an Wärmepumpen, batterieelektrischen Fahrzeugen und Wallboxen wird in den kommenden Jahren zunehmen. Für die Niederspannungsnetze verändert sich dadurch die Belastung. Dabei bieten gerade E-Fahrzeuge mit ihren großen Speicherkapazitäten und hohen Ladeleistungen ein großes Flexibilitätspotenzial, das genutzt werden kann, um den Zubau von Speichern oder Gaskraftwerken zu verringern.
Doch gerade Netzbetreiber sind skeptisch, ob preisoptimierte Elektrofahrzeuge das Netz entlasten, oder nicht sogar überlasten. Drei Wissenschaftler der Forschungsstelle für Energiewirtschaft(FfE) haben sich dazu nun verschiedene Szenarien angeschaut und die Auswirkungen auf das Niederspannungsnetz untersucht. Das Ergebnis: Bis zu einem gewissen Grad werden die Netze entlastet.
Bis zu 20 Prozent
In allen Szenarien mit bis zu 20 Prozent preisoptimierten Elektrofahrzeugen waren die Netze weniger überlastet als im ungesteuerten Fall. Leitungsüberlastungen nahmen dabei mit steigender Anzahl an Fahrzeugen, die sich nach dynamischen Tarifen richten, generell zu. Bis zu einem Anteil von etwa 30 Prozent gab es keine Mehrbelastung der Verteilnetze gegenüber dem Referenzfall. Das galt für uni- sowie bidirektionales Laden gleichermaßen.
Die niedrigsten Netzausbaukosten waren bei einem Anteil von 10 Prozent preisoptimierten bidirektionalen Elektrofahrzeugen erreicht. In diesem Szenario sind die Ausbaukosten um 13,7 Prozent geringer als im ungesteuerten Fall. Sowohl die Leitungslänge als auch die Verlegungslänge kann gegenüber dem ungesteuerten Fall deutlich reduziert werden.
Belastung der Transformatoren
Bei Anteilen über 30 Prozent nimmt die Überlastung der Transformatoren aufgrund von Rückspeisung ins Netz und der daraus resultierenden Last stark zu, was sich auch in den Ausbaukosten spiegelt. Erst bei einem Anteil von 40 Prozent dynamischen Elektrofahrzeugen entstehen im bidirektionalen Fall höhere Ausbaukosten als bei unidirektionalen Elektrofahrzeugen, heißt es.
Denn: Sobald die Rückspeisung ins Mittelspannungsnetz oder die daraus bezogene Last die Nennkapazität des Transformators übersteigt, ist ein Austausch notwendig. Die Belastung der Transformatoren lässt sich aber verringern, wenn der PV-Eigenverbrauch erhöht wird. Dann sinkt auch die Anzahl auszutauschender Transformatoren.
Kosteneinsparungen im System
Ist es also ein Nachteil, größere Anteile an Flexibilität zu heben? Das ist zu kurz gegriffen, meinen die Forscher. Es müsse berücksichtigt werden, dass diese Flexibilität "auf marktlicher oder systemischer Ebene zum Ausgleich volatiler Erzeugung beiträgt". Dies könne an anderer Stelle Kosten einsparen, weil etwa weniger stationäre Großbatteriespeicher zugebaut werden müssen.
Auch dem Hochlauf der Integration von Vehicle-to-Grid(V2G)-Fahrzeugen wollen die Wissenschaftler kein negatives Ergebnis entgegenstellen. Bis zu einem "nicht unwesentlichen Anteil" von 40 Prozent habe das bidirektionale preisoptimierte Laden "aus Perspektive des Niederspannungsnetzes keine signifikanten Nachteile" gegenüber dem unidirektionalen preisoptimierten Laden. Auch hier sei der "marktliche oder systemische Nutzen" der Bidirektionalität noch nicht berücksichtigt.
Zusätzliche Belastung durch Wärmepumpen
Die Analysen basieren auf 1206 Niederspannungsnetzen der Eon-Tochter Bayernwerk Netz, die sich überwiegend im ländlichen Raum befinden. Die Studienergebnisse könnten somit nur bedingt auf etwa städtische oder anders strukturierte Netzgebiete übertragen werden. Die Prognosen für das Jahr 2040 sind zudem mit regulatorischen oder technischen Unsicherheiten belegt.
Auch seien Wärmepumpen in der Studie "bewusst rein bedarfsorientiert" betrieben worden. Die zeitgleiche Berücksichtigung preisoptimiert betriebener Wärmepumpen könnte daher die Verteilnetze zusätzlich belasten. (jk)
