E-Autos: Mehr als nur parken!

Deutschland befindet sich inmitten einer Energiewende.
Nach Angaben des Bundesministeriums für Wirtschaft und Energie wurden 2016 bereits 31,7 % des Inlandstromverbrauchs durch erneuerbare Energien gedeckt. Bis 2050 sollen es mindestens 80 % werden, damit erneuerbare Energien zukünftig den Hauptanteil der Energieversorgung übernehmen.
Doch diese Weiterentwicklung der umweltverträglichen Stromversorgung bringt auch einige Herausforderungen mit sich.

Zum Beispiel ist die Verfügbarkeit von Wind- und Solarenergie abhängig von Wetterverhältnissen.
Dadurch entstehen zu gewissen Zeiten Über- oder Unterproduktion von Strom. Deshalb werden Stromspeicher zur Abpufferung der Stromproduktion aus erneuerbaren Energien in unserem Versorgungssystem zunehmend wichtiger, um einerseits das Stromnetz bei Leistungsspitzen zu entlasten und andererseits eine Absicherung bei Unterproduktion zu gewährleisten.

Wie kann das E-Auto als Zwischenspeicher, um den Leistungsschwankungen aus erneuerbaren Energien entgegenzuwirken, von Nutzen sein?
Bei genauerer Betrachtung der alltäglichen Nutzung von Fahrzeugen, stellt sich auch heraus, dass die meisten Autos mehr Zeit geparkt verbringen, als tatsächlich gefahren werden – sei es am Arbeitsplatz, während dem Einkauf oder über Nacht zu Hause.
Hier entpuppt sich das Potenzial der Elektroautos, möglicherweise mehr während der Parkzeit zu leisten, als herkömmliche Automobile.

Das Konzept „Vehicle-to-Grid“ dient als Grundlage für die Einbindung von Elektroautos in das Stromnetz. Das bidirektionale Laden ermöglicht die Auf- und Entladung von Strom aus der Batterie eines Elektroautos sobald dieses an einer Ladestation oder Wallbox angeschlossen ist. Jedoch befindet sich Deutschland in der Umsetzung dieses Konzepts noch in der Anfangsphase.

Zwar können E-Autos potenziell mehr als nur parken, doch ob und warum sich das lohnt, ist für viele auch noch unersichtlich. Um dies deutlich zu machen, stellt die Simulation einen Vergleich zu Pumpspeicherwerken auf, weil diese bereits zur Zwischenspeicherung von Strom eingesetzt werden.

Die Simulation lässt den Nutzer herausfinden, ab wann das Zwischenspeicherpotenzial eines Pumpspeicherwerks erreicht werden kann…

wie viel Speicherkapazität der Hochvoltbatterie dazu freigegeben werden muss, wie viele E-Autos gebraucht wären und welche Batterieleistung diese haben sollten.

Der erste, für den Nutzer einstellbare, Parameter ist die Anzahl der E-Autos. Der Ausgangswert beträgt Dreißigtausend, da ungefähr so viele Elektroautos zum Januar 2017 in Deutschland gezählt wurden.
Der zweite Parameter lässt den Nutzer einstellen, wie viel Prozent der Batterieleistung, für die Zwischenspeicherung von Strom, an das öffentliche Netz freigegeben werden soll.
Der dritte Parameter bestimmt über das Jahr den angestrebten Prozentwert aus erneuerbaren Energien und die Speicherkapazität der Hochvoltbatterie, mit der Annahme, dass sich die Speicherkapazität weiterhin fortlaufend verbessert.

Je nach Nutzereingabe wird die ausgewählte Anzahl an E-Autos, ihre zur Zwischenspeicherung freigegebene Batteriekapazität und die Speicherkapazität der Batterien miteinander multipliziert.
Das Ergebnis der Multiplikation wird als gesamtes Zwischenspeicherpotenzial angezeigt und mit dem Speicherpotenzial eines mittelgroßen Pumpspeicherwerkes verglichen.
Für den Nutzer soll erfahrbar werden, dass obwohl sehr viele E-Autos einen geringen Batterieanteil freigeben, damit dennoch ein unerwartet hohes Speicherpotenzial erzielt werden kann.

Dadurch soll Aufmerksamkeit darauf gelenkt werden, dass E-Autos nicht nur weniger Fläche als Pumpspeicherwerke verbrauchen, sondern auch ihrer Speicherkapazität nahekommen können.

Diese Erkenntnis kann man dann auch mit anderen teilen.

Das Projekt wurde in Zusammenarbeit mit Honda Research & Development Center Europe durchgeführt.