Im März 2023 wird der Rat der Europäischen Union voraussichtlich das Verbot des Verkaufs von Autos mit Verbrennungsmotor ab dem Jahr 2035 beschließen. Dies wird bereits in diesem Jahrzehnt zu einem sprunghaften Anstieg bei der Verbreitung von Elektrofahrzeugen führen und - was besonders wichtig ist - die Nachfrage nach Strom erhöhen. Gridio hat die Daten seiner Flotte von intelligenten Ladestationen genutzt, um die Auswirkungen auf den Spitzenstrombedarf abzuschätzen. Das Ergebnis macht deutlich, dass dieses Verbot ohne intelligente Ladestationen nicht umsetzbar ist.

Nach Schätzungen von Bloomberg New Energy Finance, EY und Eurelectric werden bis 2035 rund 150 Millionen Elektrofahrzeuge auf den Straßen der EU unterwegs sein. Gridio verwaltet aktiv das intelligente Laden von rund 6.000 Elektrofahrzeugen und wir haben einen sehr detaillierten Einblick, wann die Autos laden und wie viel Strom und Energie sie benötigen. Wir wissen zum Beispiel, dass die meisten Nutzer zwischen 16:00 und 21:00 Uhr laden, dass sie etwa 2,2 Mal pro Woche laden und dass die durchschnittliche Ladeleistung 10 kW beträgt. Interessanterweise werden etwa 20-25 % der E-Fahrzeugflotte jede Nacht an die Steckdose angeschlossen.

50%iger Anstieg des Spitzenstrombedarfs

Wenn wir unsere Nutzerbasis auf 150 Millionen erhöhen, gehen wir davon aus, dass Elektrofahrzeuge in Spitzenzeiten rund 300 Gigawatt Strom benötigen - vorausgesetzt, es gibt kein intelligentes Aufladen, d. h. die Autos werden nach der Ankunft zu Hause an die Steckdose angeschlossen. Zum Vergleich: Die höchste Stromnachfrage in der EU wurde am 18. Januar 2017 mit 542 Gigawatt gemessen. Unter sonst gleichen Bedingungen wird die Spitzennachfrage also allein durch die zusätzlichen Elektroautos um 50 % steigen.

Intelligentes Laden kann zu noch höheren Spitzenwerten führen

Heute funktioniert das intelligente Aufladen (nennen wir es Version 1.0), indem Gridio das Aufladen der Elektrofahrzeuge seiner Nutzer auf die Zeiten mit den niedrigsten Spot-Strompreisen legt - die in der Regel auch mit der geringsten Kohlenstoffintensität zusammenfallen. Auf diese Weise konzentrieren wir das Aufladen der Autos auf die sinnvollsten Stunden und verringern die Belastung des Netzes während der abendlichen Spitzenlast, wenn die Autos normalerweise aufgeladen würden. Es ist zwar unmöglich zu wissen, wie die stündlichen Strompreise im Jahr 2035 aussehen werden, aber es ist wahrscheinlich, dass wir weiterhin Zeiten mit niedrigen Preisen haben werden, in denen die erneuerbaren Energien stark vertreten sind. In solchen Fällen würde das intelligente Laden die Spitzennachfrage auf bis zu 375 GW erhöhen - ein weiterer Anstieg um 25 %. Um dies zu vermeiden, müssen wir daher auf intelligentes Laden 2.0 umsteigen.

Smart Charging 2.0 - Intraday-Planung, Eigenverbrauch und Netzrestriktionen

Um die Zunahme von Elektrofahrzeugen zu erleichtern, müssen diese unbedingt intelligent geladen werden. Parallel dazu muss die EU-Energiegemeinschaft damit beginnen, sich auf eine fortschrittlichere Version der Energiemärkte vorzubereiten - auf der Großhandels-, Einzelhandels- und Verteilnetzebene. Das oben beschriebene Szenario für Elektrofahrzeuge bringt drei zentrale Herausforderungen mit sich.

Herausforderung Nr. 1: Wir brauchen eine Intraday-Planung für die Strommärkte.

Es ist wahrscheinlich, dass das derzeitige Modell des Day-Ahead-Strommarktes, bei dem Angebot und Nachfrage einmal am Tag geplant werden, scheitern könnte. Es werden mehrere hundert Gigawatt an neuer Wind- und Solarenergie auf den Markt kommen und die Strompreise nach unten drücken. Wenn jedoch alle intelligenten Ladestationen das Aufladen von Elektrofahrzeugen (300 GW+) auf die windigsten und sonnigsten Stunden legen, wird dieser kostenlose Strom aus erneuerbaren Energien recht schnell verbraucht sein. Es ist daher wahrscheinlich, dass wir den Strombedarf ein paar Mal neu planen müssen. Zum Beispiel könnten wir zunächst Millionen von Elektroautos so einplanen, dass sie zwischen 14 und 16 Uhr aufladen, wenn die Windkraft besonders günstig ist. Stellt sich jedoch heraus, dass die Nachfrage nach Elektroautos höher ist als die Windkraftleistung (was zu einem Preisanstieg führt), sollten einige der Elektroautos in der nächsten windreichen Zeit aufgeladen werden, und so weiter, bis die Nachfrage nach Elektroautos über den Tag verteilt ist. Die Verwendung von Day-Ahead-Preisen allein reicht möglicherweise nicht mehr aus.

Herausforderung Nr. 2: solarer Eigenverbrauch.

Zusammen mit dem Boom der Elektrofahrzeuge setzt sich auch der Boom der Solaranlagen auf Dächern fort. Das bedeutet, dass ein großer Teil der neuen Nachfrage (Elektroautos) und des Angebots (Solarenergie) am "Ende" des Netzes erzeugt werden wird - in Wohnungen und Büros, die an begrenzte Verteilungsleitungen angeschlossen sind. Um eine Überlastung der Leitungen zu vermeiden, ist es von entscheidender Bedeutung, dass die vor Ort erzeugte Solarenergie auch vor Ort oder in der Nähe genutzt wird, und hier werden Elektrofahrzeuge zu einem idealen Partner. Durch das automatische Aufladen von Autos, wenn Solarzellen Strom erzeugen, wird vermieden, dass große Mengen Strom aus dem zentralen Netz exportiert oder importiert werden müssen, was bedeutet, dass weniger Umspannwerke und Verteilernetze ausgebaut werden müssen. Um dies zu erreichen, müssen Autos, Solarmodule und Batterien (verschiedener Hersteller) miteinander kommunizieren und gemeinsam optimiert und geplant werden. Aus diesem Grund bauen wir bei Gridio eine geräte- und markenübergreifende Lösung für unsere EV-Kunden auf, die in Zukunft noch wichtiger werden wird.

Herausforderung Nr. 3: Lokale Netzbeschränkungen

Bei so viel zusätzlichem Wind- und Solarstrom, der ins Netz eingespeist wird, machen wir uns bei Gridio weniger Sorgen über die Verfügbarkeit der benötigten Energieerzeugung, sondern eher darüber, wie die Kupferkabel, die unsere Häuser und Büros mit dem großen Netz verbinden, die zusätzliche Belastung verkraften können. Neben der Maximierung des bereits erwähnten solaren Eigenverbrauchs muss sich wahrscheinlich auch der Preismechanismus für die Nutzung des Verteilungsnetzes ändern und dynamischer werden. Um zu vermeiden, dass ein Viertel voller E-Fahrzeuge das gesamte Verteilernetz verstopft, müssen die Netzentgelte aktiv sinken, wenn die Nachfrage geringer ist, und stark ansteigen, wenn sich die Netzkapazität dem Maximum nähert. Angesichts des dynamischen Charakters des Ladens von E-Fahrzeugen werden Tarife für feste Zeiträume (z. B. für die Spitzenlast um 18:00 Uhr) nicht mehr ausreichen - es wird möglicherweise eine Echtzeit-Tarifierung des Netzes erforderlich sein.

Diese Herausforderungen erfordern die Zusammenarbeit zwischen Marktteilnehmern, Regulierungsbehörden, Stromkunden und sogar Geräteherstellern. Wir von Gridio sehen es als unsere Aufgabe an, die Welt bei der Energiewende zu unterstützen, indem wir eine Plattform und eine App anbieten, die Elektrofahrzeuge dazu bringt, Energie dann zu nutzen, wenn es am sinnvollsten ist. Die Frage, wann dies am sinnvollsten ist, wird jedoch zunehmend komplexer werden, wie oben dargestellt, aber wir nehmen die Herausforderung an!

Vorwärts mit dem Übergang, rückwärts mit den Emissionen!

Konrad

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