5. Swiss eSalon

Dr. Joachim Bagemihl (Alpiq)

"SMART CHARGING"

Die grossflächige Verbreitung der eMobilität hat eine starke Auswirkung auf das Energiesystem. Ein kostspieliger Netzausbau scheint vielfach unausweichlich. Intelligente Ladekonzepte können jedoch den notwendigen Netzausbau signifikant verringern sowie die Integration der unstetig einspeisenden erneuerbaren Energiequellen wie Sonne und Wind erleichtern. Der Vortrag von Dr. Joachim Bagemihl (Alpiq) unterstrich eindrucksvoll die Rolle der eMobilität im Energiesystem der Zukunft und stellte einen fundamental neuen Lösungsansatz zum "smart charging" vor.

Wenn 2 Mio. eAutos auf Schweizer Strassen fahren würden, dann würde dies den Stromverbrauch um rund 15 % erhöhen. Dieser Mehrverbrauch könnte das bestehende System energieseitig verkraften. Da jedoch viele Nutzer gleichzeitig am Abend laden werden, steigt die dann benötigte installierte Kraftwerksleistung um 50 % und das System stösst an seine Grenzen. Denn neben dem Kraftwerkspark müsste auch die Stromnetzkapazität entsprechend ausgebaut werden.

Deshalb ist es zwingend notwendig, die Ladevorgänge besser zu synchronisieren. Die Lösung heisst Smart Grid – vereinfacht gesagt, wenn die Energie billig ist, dann beziehe ich diese. Oder anders ausgedrückt: Ich richte meinen Stromkonsum nach dem Preis und meinem Geldbeutel aus. Apropos Geld: Der grösste Anteil des Strompreises für Haushaltskunden macht nicht das Kraftwerk aus, sondern rührt vom Netz her. Die verfügbare Netzkapazität schwankt im Tagesverlauf, jedoch gibt es bis heute keine Methode, die mir als Kunde sagt, wann ich mein eAuto am besten laden soll bzw. wann besser gerade nicht.

Generell ist der Stromnutzer heute nicht mehr nur gänzlich aufs Netz angewiesen, sondern er hat neben dem reinen Netzbezug zunehmend weitere Optionen, seinen Energieverbrauch zu sichern, bzw. zu steuern. 1) Durch Eigenerzeugung 2) Durch Bezug aus dem Speicher 3) Durch Lastverschiebung auf einen späteren Zeitpunkt. Dies ermöglicht einen fundamentalen Paradigmenwechsel: Weg vom „Demand Side Management“ – hin zur „Demand Response“ mit Hilfe eines sog. „netzfreundlichen“ Tarifs. Bis anhin entschied der Energieversorger durch Rundsteueranlagen und einfache Hoch/Niedertarife über den Zeitpunkt des Energieverbrauches (etwa lief über Mittagszeit die Waschmaschine nicht). Künftig wird mir das Netz signalisieren, in welchem Zustand es sich gerade befindet und ICH entscheide, ob ich jetzt oder später laden will auf Basis meiner Zahlungsbereitschaft. Die Intelligenz und die Schalthoheit liegt künftig also beim einzelnen Kunden.

Wie könnte ein solches "smart charging" System aussehen? Generell gilt, wenn Strom am Hausanschluss bezogen wird, sinkt die Spannung, bei lokaler Einspeisung ins Netz z.B. durch PV vom Dach, erhöht sich die Spannung am Einspeisepunkt. Der Netzbetreiber ist per Gesetz verpflichtet, die Spannung in einer gewissen Bandweite zu halten. Nimmt der Stromverbrauch durch neue Stromnetzlasten zu (z.B. durch Elektromobilität, dezentrale Einspeisung), dann sind Spannungsbandverletzungen der Hauptgrund für einen notwendigen (und teuren) Netzausbau.

Das individuelle Spannungsniveau am lokalen Netzanschlusspunkt ist also ein Indikator dafür, ob zu einem gegebenen Zeitpunkt dem Netz eher Strom zugeführt oder entnommen werden soll (sog. Netzdienlichkeit). Damit keine Ungleichbehandlung unter den Netzkunden auftrifft, kann über smart meter jeweils die individuelle örtliche Spannung gemessen und daraus für jeden eine individuelle "mittlere" Spannung abgeleitet werden, mit Maximal- und Minimalwerten. Durch Auswertung der Häufigkeitsverteilung können so kundenindividuelle Spannungsgrenzen mit unterschiedlichen Preisbändern definiert werden. Oder einfacher ausgedrückt: Strombezug bei tiefer Spannung ist teuer, – je höher die Spannung, umso günstiger wird es hingegen. Ausserdem ist so sichergestellt, dass alle Nutzer über einen Zeitraum (z.B. Monat) die gleiche Anzahl von billigen und teuren Stunden erfahren.

Dieser spannungsabhängige Netznutzungspreis wird auch Ampeltarif genannt. Der Kunde kann selber entscheiden, wann und zu welchem Preis er Strom vom Netz beziehen will. Wenn man die gleiche Logik umdreht, könnte neben dem Beziehen auch das Einspeisen von Strom künftig Geld kosten, weil das Netz dann ja auch beansprucht wird und sich so die steigenden Netzkosten auf mehrere Schultern verteilen lassen.

Und zu guter Letzt: Da kaum jemand Zeit und Lust hat, irgendwelche „Ampeltarife“ zu beachten, um etwas Geld zu sparen, müsste das ganze System im Kontext von „Smart Home“ eingebunden sein. Das System würde also automatisch die günstigsten Zeiten zum Aufladen suchen.

Selbst für Nicht-Energiewirtschaftler war der Vortrag spannend, verständlich und mit vielen Aha-Erlebnissen. Dr. Joachim Bagemihl beantwortete im Anschluss bereitwillig einige Fragen – herzlichen Dank für das erstklassige Referat!

Folienpräsentation