Autoakku

Elektromobilität & Energiewende: Der Weltakku

Strom sparen! Eines der 10 Gebote der Energiewende. Und nun sollen wir also auch noch mit Fahrzeugen herumgurken, die mit Strom angetrieben werden. Ist das denn nicht ein einziger Wahnsinn und konterkariert die Effizienzziele? Nope, es könnte ganz im Gegenteil absolut sinnvoll sein, denn Elektromobilität und Energiewende ergänzen sich optimal. Die Dinger haben Akkus, mit denen man richtig viel Strom speichern kann.

Elektromobile, schöne neue Welt …

Die Elektromobilität bietet viele Chancen, die in ihrer ganzen Dimension vielen gar nicht so klar sind. Ein bisschen Phantasie reicht aber schon, um die Dimensionen zu erkennen. Man muss sich einfach nur mal vorstellen, die gesamte Mobilität auf vier Rädern wäre ab sofort elektrifiziert. Was das zum Beispiel für die Stadtplanung für Konsequenzen hätte, wäre wirklich revolutionär. Allein die Tatsache, dass Lärm und Abgase nahezu komplett wegfielen, würde bisher völlig unattraktive Wohngebiete in einem ganz neuen Licht erscheinen lassen. So wie vor der Zeit der Automobilisierung wären die Ränder der großen Verkehrs-Magistralen auf einmal wieder bewohnbar. Häuser könnten an Autobahnen geplant werden. Ganze Stadtviertel, jetzt durch Dreck und Lärm verpestet, könnten wieder belebt werden. Schöne neue Welt…

Die Energiewende & das Smart Grid

Noch viel wichtiger könnte aber die Flotte von E-Autos für die Umsetzung der Energiewende werden. Die Vision dabei: Alle Akkus in den Millionen Elektroautos fungieren als ein einziger riesiger Stromspeicher. Denn die absolut sinnvolle Umstellung der Energieproduktion von fossilen Energieträgern auf Solar- und Windkraft bringt ein paar Probleme für die Energieversorgung mit sich, die sich nur mit einem Speichersystem lösen lassen. Regenerative Energieerzeugung hat nämlich den Nachteil, dass sie äußerst volatil ist. Meint ganz banal: Es wird nur Strom produziert, wenn die Sonne scheint oder der Wind weht. Das passt aber nicht notwendigerweise mit dem Verbrauch des Stroms zusammen. Wir erinnern uns: Das Energienetz ist ein System, in dem Verbrauch und Produktion in Echtzeit übereinstimmen müssen. Der Strom musst exakt in der Millisekunde produziert werden und zur Verfügung stehen, in der er verbraucht wird. Keine Sekunde später oder früher. In dem bisherigen Energiesystem laufen daher zwei Erzeugungskonzepte: Grundlastkraftwerke, in denen mit Kohle Wasser zu Dampf erhitzt wird – oder böseböseatomgetriebenes Teufelszeug oder auch die Wasserkraftwerke – liefern sozusagen die Basisversorgung. Die liefern 24/7 den Strom, der einfach immer gebraucht wird. In den tagsüber zu beobachtenden Zeiten der Spitzenlasten werden die flexibleren Gaskraftwerke angeworfen oder auf Speichersysteme zurückgegriffen. Bisher kennen wir bei letzterem vor allem Pumpspeicherkraftwerke, die auch eher gelitten sind.

Wir brauchen Speicher!

Mit den modernen Generationen von Lithium-Ionen-Akkus tritt nun eine neue Technologie auf den Plan, um die Speicherproblematik ganz neu anzupacken. Inzwischen versuchen mehrere Anbieter wie z.B. der Wechselrichterhersteller SMA, LG Chem oder auch Samsung Stromakkus für Zuhause zu vermarkten. Irgendwas um die 3.000 Euro kosten dann Speicher mit einer Leistung von um die 5 kWh, die also etwa 1.000 Watt für 5 Stunden liefern. Diese Speicher werden vor allem für Besitzer von Photovoltaikanlagen interessant, denn die bekommen in Zukunft für den von ihnen ins Netz eingespeisten Stroms nur teilweise garantierte Festpreise. Den Rest sollen sie selbst verbrauchen. Es ist obendrein erklärter Wille der Politik, den Eigenverbrauch bei Solaranlagen weiter zu steigern. Das ist natürlich für den Normalverbraucher, der tagsüber, wenn der Sonnenstrom massiv anfällt, abwesend ist, ein echtes Problem. Hier kommen dann die Akkus ins Spiel. Auf professioneller Ebene wird ebenfalls bereits mit Akkus experimentiert. Energieversorger und Stadtwerke setzen dabei garagengroße Module ein, um Spitzenlasten abfangen zu können.

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Elektromobiles Speicherszenario

An dieser Stelle kommen die Elektroautos ins Spiel. Denn dabei handelt es sich ja quasi aus Prinzip um rollende Stromspeicher. Die Kapazitäten der in diesen Fahrzeugen verbauten Akkus liegen zwischen 7 kWh (Renault Twizy) und 85 kWh (Tesla Model S). In der Regel hat ein aktuelles Mittelklassemodell irgendwas zwischen 20 bis 30 kWh Strom in den Akkus, wenn der komplett geladen ist. Der Verbrauch liegt bei den bekannten Reichweiten dieser Fahrzeuge also irgendwas zwischen 10 bis 15 kWh pro 100 km.
Die Idee ist jetzt, dass ein Elektroauto im Smart Grid, dem intelligenten Stromnetz der Zukunft, nicht nur Strom ziehen sondern auch wieder in das Netz einspeisen könnte.
Ein praktikables Szenario stellt sich in etwas so dar:

  • Morgens fährt der Elektromobilist mit seinem E-Auto zur Arbeit. Wie in den allermeisten Fällen handelt es sich nur um eine kurze Strecke, sagen wir mal 30 Kilometer. Sein Akku ist bei Ankunft am Arbeitsplatz so gut wie leer.
  • Der E-Auto-Besitzer schließt sein Auto auf dem Parkplatz seines Arbeitgebers an eine Ladestation an. Es handelt sich um einen sonnigen Tag und eine frische Brise weht obendrein. Optimale Bedingungen für die regenerativen Energien: Die Solaranlagen buzzen, die Windräder drehen sich unerbittlich. Es gibt billigen Strom im Überfluss. Die Akkus laden sich voll – und voll günstig auch noch.
  • Unser Beispielfahrer stromert abends brav nach Hause und schließt sein Auto an seine Wallbox an, der Ladestation für Zuhause. Mit einer App sagt er dem Stromnetz, dass er morgen auch wieder nur zur Arbeit fährt. Das Smart Grid kann also seinen Akku zu Hälfte nutzen, um Strom zu ziehen, denn leider wird es im Oktober schon früh dunkel und Flaute herrscht jetzt auch noch. Der Strom ist daher teuer heute Nacht und unser Autobesitzer kann seinen tagsüber günstig eingekauften Strom nun profitabel verkaufen…

Dieses Szenario des bidirektionalen Ladens ist technisch machbar, wie dieser Tage ein Experte von Siemens im Interview beim ADAC-Blog bestätigt. Viele Forschungseinrichtungen und Energieversorger beschäftigen sich aktiv damit. Sicher, unser Stromnetz muss dazu noch befähigt werden, denn weder ist es auf solche Ladesituationen im Millionenmaßstab ausgerichtet, noch ist es im erforderlichen Sinne „smart“. Es ist im Moment eher dumm, das echte Smart Grid mit aktuellen Preisen von den Strommärkten in weiter Ferne.

Trotzdem: Die Vision ist umsetzbar. Sie ist vernünftig, auch energiewirtschaftlich.