Was ist erforderlich, damit die Stromnetze die Nachfrage nach Elektrofahrzeugen decken können?

Francis Scialabba

· 6 Minuten Lesezeit

Da Daten einen bevorstehenden Anstieg der Zahl der Elektrofahrzeuge auf den Straßen im Bundesstaat New York vorhersagen, hat sich die New York Power Authority laut John Markowitz, Senior Director von E-Commerce, darum bemüht, die Autobahnen des Bundesstaats mit neuen Schnellladestationen zu versehen. Mobilität in der Landesbehörde.

Doch die Bemühungen stießen auf einige Hürden, darunter die Stromnetzinfrastruktur, die der Aufgabe nicht immer gewachsen sei, sagte Markowitz.

„Als wir das Programm zum ersten Mal starteten, war es wirklich schwierig, überhaupt einen Platz für [Schnellladegeräte] zu finden, weil sie einfach viel Strom verbrauchen“, sagte Markowitz gegenüber Tech Brew. „Wir wussten, wo wir sie auf den Autobahnen haben wollten … aber manchmal liegt dieser Punkt auf der Karte in einem Gebiet, in dem das Stromnetz diese Art von Strom einfach nicht aufnehmen kann.“

Das ist nur eine von vielen Koordinationsschwierigkeiten, mit denen Versorgungsunternehmen, Regulierungsbehörden und Technologieunternehmen im ganzen Land konfrontiert sind, während sie sich beeilen, die Energieinfrastruktur des Landes für einen bevorstehenden Boom bei der Einführung von Elektrofahrzeugen zu stärken.

Forscher der Stanford University prognostizierten im vergangenen Herbst, dass die Einführung von Elektrofahrzeugen den Spitzennettostrombedarf bis 2035 um 25 % erhöhen könnte, da die Regierungen die Autohersteller dazu zwingen, gasbetriebene Fahrzeuge aus dem Verkehr zu ziehen, und den Verbrauchern Anreize bieten, auf emissionsfreie Mobilität umzusteigen. Die erhöhte Belastung wird auch eintreten, da klimakrisenbedingte Wettertrends das Netz voraussichtlich noch stärker belasten werden.

Laut Dylan Khoo, einem Branchenanalysten bei ABI Research, ist eine koordinierte Arbeit und Technologie erforderlich, um die Netze effizienter zu machen, wenn nicht sogar eine vollständige Kapazitätserweiterung, um diesen Bedarf zu decken.

„Auf Haushaltsebene werden Elektrofahrzeuge einer der Hauptstromverbraucher sein“, sagte Khoo gegenüber Tech Brew. „Die Widerstandsfähigkeit des Netzes lässt sich dadurch erhöhen, dass es im großen Stil intelligenter wird – und nicht unbedingt durch zahlreiche Infrastrukturverbesserungen, je nach Standort. Bei einem Großteil davon geht es jedoch nur darum, sicherzustellen, dass die Nachfrage und die Generation eng und zum richtigen Zeitpunkt zusammenarbeiten können.“

In New York habe sich die Energiebehörde erfolgreich dafür eingesetzt, dass Energieversorger Kapazitätskarten veröffentlichen, um die Platzierung von Ladegeräten zu erleichtern, sagte Markowitz. Der erstmals im Jahr 2021 verabschiedete Regulierungsrahmen sieht die Schaffung einer zentralen Datenbank mit Kunden- und Systeminformationen vor, die nach Ansicht der Befürworter den Grundstein für eine effizientere Verteilung legen wird.

„Wir könnten eine bestimmte Ausfahrt einer Autobahn heranzoomen und einzelne Grundstücke wie Einkaufszentren, Tankstellen usw. betrachten und sehen: ‚Oh, okay, dieser Zubringer hat genug Strom; Dort könnten wir eine unserer Schnellladestationen aufstellen. Aber auf der anderen Seite der Autobahn ist das nicht der Fall, also vermeiden wir es, überhaupt mit den Leuten dort drüben zu reden“, sagte Markowitz. „Und wir könnten diese Dinge viel schneller bauen als zuvor.“

Daten können Versorgungsunternehmen dabei helfen, die unzähligen ihnen zur Verfügung stehenden Tools zu nutzen, um das Laden von Elektrofahrzeugen besser zu koordinieren, so Ram Ambatipudi, SVP für Geschäftsentwicklung bei EV Connect, das eine Software-Management-Plattform anbietet, die dabei hilft, Versorgungsunternehmen, Unternehmen, und Fahrer.

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„Da die Verbreitung von Ladestationen für Elektrofahrzeuge zunimmt, wird dies immer größere Auswirkungen auf das Netz haben und darauf, wie das Netz durch verschiedene Mechanismen darauf reagiert, seien es Preissignale, sei es eine Reaktion auf die Nachfrage, sei es eine Tarifstrukturierung – alles Davon sind wichtige Mechanismen, um mit den Auswirkungen der EV-Last auf das Netz umzugehen“, sagte Ambatipudi.

Laut Jay Apt, einem emeritierten Professor am Tepper der Carnegie Mellon University, hat sich Southern California Edison (SCE) in einem Bundesstaat, in dem die Einführung von Elektrofahrzeugen den Rest des Landes weit übertroffen hat, besonders proaktiv auf die Auswirkungen dieser Fahrzeuge auf das Stromnetz vorbereitet School of Business und Department of Engineering and Public Policy, deren Forschungsschwerpunkt auf der Zuverlässigkeit von Energienetzen liegt.

„SCE hat sich ein Jahrzehnt lang mit der Demografie potenzieller Käufer von Elektrofahrzeugen befasst und die örtlichen Stromleitungen und Transformatoren modernisiert, um die erhöhte Belastung in Privathaushalten zu bewältigen (die meisten Besitzer von Elektrofahrzeugen laden derzeit zu Hause auf)“, sagte Apt in einer E-Mail an Tech Brew .

EV Connect arbeitet beispielsweise mit SCE an einem Demand-Response-Programm und hilft dem Energieversorger, das Netz auf der Grundlage von Signalen wie Hitzewellen zu verwalten und zu überwachen, sagte Ambatipudi.

„Wir erhalten regelmäßig Benachrichtigungen von SCE, dass es am nächsten Tag ein Ereignis geben wird, bei dem der Lademodus an den von uns verwalteten Stationen gedrosselt werden muss“, sagte Ambatipudi. „Und so sind wir in der Lage, dieses Signal zu empfangen, diese Anweisungen umzusetzen und den Lademodus der Stationen zu drosseln, um das Netzmanagement zu unterstützen.“

Außerhalb bestimmter EV-Hotspot-Regionen waren die Energieversorger jedoch „nicht so proaktiv“, sagte Apt.

Und während das Laden von Elektrofahrzeugen zu Hause noch keine nennenswerte Belastung für das Stromnetz darstellt, könnten laut Apt die Elektrifizierung von Langstrecken-Nutzfahrzeugen und die Nachfrage nach Überlandfahrten in den kommenden Jahren eine ganze Reihe neuer Herausforderungen mit sich bringen.

„Schwierig wird es, wenn Nutzfahrzeuge elektrisch fahren wollen“, schrieb Apt. „Wenn Langstrecken-Lkw auf Elektrofahrzeuge umsteigen, sind umfangreiche Modernisierungen der Umspannwerke in der Nähe von Autohöfen erforderlich. Wenn auf Überlandfahrten ein erheblicher Anteil der Privatwagen Elektrofahrzeuge sind, müssen Raststätten auf Autobahnen ebenfalls modernisiert werden (eine gewisse Unterstützung hierfür finden sich in den in den Jahren 2021 und 2022 verabschiedeten Gesetzen).“

Khoo sagte, dass die Verbraucherakzeptanz aufgrund einer Kombination aus Anreizen und strengen Vorschriften in Ländern wie der Europäischen Union bereits weltweit die Erwartungen weit übertroffen habe. Er merkte an, dass „das Jahr 2050 jetzt wirklich machbar erscheint, wenn jedes Privatauto auf der Straße elektrisch sein wird.“

Während die Energieversorger bis dahin noch einige Jahre planen müssen, sagte Ambatipudi, dass Energieunternehmen jetzt damit beginnen sollten, Ideen zu testen und Systeme aufzubauen, bevor die Märkte Wendepunkte erreichen.

„Eine frühzeitige Planung ist wichtig – beginnen Sie mit der Erprobung von Pilotprojekten rund um Demand-Response-Programme, Lastabwurf- und Lastverlagerungsprogramme – selbst bei geringer Ladeeinführung und geringen Auswirkungen auf das Netz“, sagte Ambatipudi. „Was man nicht möchte, ist, dass sie wirklich anfangen, darüber nachzudenken, wie sie diese Programme in einem kritischeren Entwicklungsstadium umsetzen können, wenn diese Auswirkungen ihr Netz [beeinflussen] können.“

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