Laden in der Nacht

Laden in der Nacht

Im März 2022 gab es auf Goingelectric.de eine Diskussion, die sich immerhin über 122 Beiträge erstreckte. Die diskutierte These: Durch koordiniertes Laden in der Nacht, beispielsweise ab 23:00, könnten Elektromobilisten einen günstigen Strompreis abgreifen oder sogar den Strompreis beeinflussen.

Finanziell sinnvoll ist das derzeit nur dann, wenn man über einen zeitvariablen Stromtarif verfügt. Das trifft vermutlich nur auf die wenigsten zu.

Der Sinn des Vorschlags war mit nicht ersichtlich und ich habe genau für das Gegenteil argumentiert:

1. Wenn die Sonne scheint, gibt es von ca. 9-16 Uhr ein Produktionsmaximum von Solarenergie und mit dem Ausbau der PV wird dieser Peak immer höher – ideale Ladezeit und dann könnte man auch die 70 %-Abregelung endlich einstampfen.

2. Wenn der Wind in der Nacht ordentlich weht, ist ein Energieüberschuss sehr wahrscheinlich – ideale Ladezeit.

Nach einer neuen Studie der Universität Stanford stellt sich heraus: Laden in der Nacht ist tatsächlich keine gute Idee. Im Ausblick auf die erwartete Dichte von E-Autos wurde simuliert, wie sich das Ladeverhalten auf das Stromnetz auswirkt.

Traditionell ist der Strompreis in der Nacht geringer, was sich in Nachtstromtarifen niedergeschlagen hat. Damit wurde ein Anreiz geschaffen, in der Nacht Strom zu verbrauchen.

Das alles war aber vor dem Aufkommen von Solar- und Windkraft. Beide Energiequellen verlegen die Erzeugungsspitze in die Mitte des Tages, sogar an einem eher verregneten Spätseptembertag wie heute.

Um teure Netzerweiterungen zu vermeiden, sollte das Ladeverhalten mit steigender Anzahl von E-Fahrzeugen an die Energieerzeugung angepasst werden. Das Laden über Nacht zu Hause stellte sich dabei als die schlechteste Variante heraus.

Tagsüber zu laden wird mit dem steigenden Stromangebot aus solarer Erzeugung also immer wichtiger, was sich zunehmend in den Ausbauplänen für die Ladeinfrastruktur niederschlagen sollte.

Wer im Home Office arbeitet, kann sein Ladeverhalten an der privaten Wallbox leicht umstellen. Für alle anderen wird der Ausbau der Ladeinfrastruktur am Arbeitsplatz jedoch immer wichtiger werden.

Damit kann der Verbrauch besser mit der Erzeugung zusammenkommen und der tagsüber erzeugte Strom muss nicht abgeregelt oder billig exportiert werden!

Wenn alle gleichzeitig laden

Wenn alle gleichzeitig laden

Gestern war es wieder so weit: Im DLF-Programm „Hintergrund“ wurde die Frage aufgeworfen, wie man den Kollaps der Stromnetze verhindern kann, wenn „um 18 Uhr alle nach Hause kommen und ihr Elektroauto laden“.

EV-Lademöglichkeit

Dieses Szenario wird seit vielen Jahren als Schreckgespenst durch die Landschaft geführt, ist jedoch echter Unsinn. Es beginnt bereits damit, dass nicht die gesamte Nation um 18 Uhr nach Hause kommt, diese Vorstellung ist bestenfalls naiv und jedenfalls unrealistisch. Kommen Sie absolut jeden Tag exakt um 18 Uhr nach Hause?

Selbst wenn das so wäre, muss ein E-Auto nicht notwendigerweise täglich aufgeladen werden, schon gar nicht von 0 % auf 100 %, denn die durchschnittliche tägliche Fahrstrecke eines PKW liegt heute mit knapp 40 Kilometern weit unter der Reichweite von Elektroautos.

Soweit die Faktenlage. Dennoch ist es interessant, weshalb diese Frage gerade beim Elektroauto aufgeworfen wird. Weshalb wird nie diskutiert, was passiert, wenn alle PKWs in Deutschland gleichzeitig um 18 Uhr zur Tankstelle fahren? Was wäre, wenn jeder gleichzeitig um 18 Uhr telefonieren wollte? Oder wenn alle Toilettenspülungen des Landes um 18 Uhr betätigt würden? Immerhin kommen – so die einfache Vorstellung – alle gleichzeitig um 18 Uhr nach Hause. Natürlich würde man diese Gedankenspiele als offensichtlich weltfremd zurückweisen.

In einer 16monatige Studie der Netze BW in einem Mehrparteien-Wohnobjekt lag die Gleichzeitigkeit bei einer Installation von 58 Ladepunkten gerade mal bei 22 Prozent und die mögliche Spitzenleistung wurde kein einziges Mal abgerufen. Im Gegenteil, die durchschnittlich abgerufene Leistung lag unter 4 Prozent des möglichen Maximalwerts. Das Szenario „alle kommen gleichzeitig nach Hause und laden“ wurde somit sehr deutlich widerlegt.

Natürlich müssen die Stromnetze weiterentwickelt werden und netzdienlicher Stromverbrauch – nicht nur bei Elektroautos – muss durch die Möglichkeiten der Digitalisierung vorangebracht werden. Einen Kollaps der Stromnetze wegen der Elektromobilität muss jedenfalls niemand befürchten.


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Bundesminister Dr. Wissing

Elektromobilität aus Ministersicht

Heute gab es einen interessanten Runden Tisch Elektromobilität mit Bundesminister Dr. Volker Wissing!

Bundesminister Dr. Volker Wissing

Bezüglich der Erhaltung der Mobilität unserer Gesellschaft hat Dr. Wissing hervorgehoben: „Individuelle Mobilität ist in Zukunft ohne Elektromobilität nicht denkbar, vor allem, wenn man an den Klimaschutz denkt.“

In Zukunft wird es kein Entweder-Oder geben: „Die Vielfalt der Antriebssysteme ist eine Chance und ein Schlüssel.“

In jedem Fall möchte Dr. Wissing das Henne-Ei-Problem lösen, indem er den Ausbau der Ladeinfrastruktur voranbringt. Dazu gehört das Deutschlandnetz, aber auch viele kommunale Initiativen sind notwendig. Da sieht er noch Verbesserungsbedarf, denn die Hälfte der Kommunen in Deutschland hat derzeit keinen einzigen öffentlichen Ladepunkt.

Bei der E-Auto-Förderung ist er aber bekanntermaßen kritisch: Die Nachfrage für ein knappes Gut muss nicht mit Förderungen erhöht werden. Hat die ungenügende Lieferfähigkeit der Autoindustrie also die Bafa-Förderung gekillt? Fast könnte man das so formulieren. Für all jene Kunden, die bereits im Vertrauen auf die Förderung bestellt haben, kann sich Dr. Wissing persönlich eine pragmatische Lösung vorstellen. Diese soll im September mit Hochdruck angegangen werden.

Die gute Nachricht: Dr. Wissing ist mit Dr. Richard Lutz (CEO der Deutschen Bahn) im Gespräch, um viel mehr Lademöglichkeiten auf den Parkplätzen der DB zu schaffen, denn „dort haben wir Platz, Strom und Bedarf“. Absolut richtig! Denn auch das bidirektionale Laden funktioniert nur, wenn Autos lange am Stecker stehen – am besten, bei der Bahn 😉

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Wieder eine neue Wunderbatterie

Wieder eine neue Wunderbatterie

Wer die Medien mit ein wenig Aufmerksamkeit konsumiert, wird zumindest alle zwei Wochen feststellen: Schon wieder eine neue Wunderbatterie!

Und so war es auch diese Woche wieder so weit: Das deutsche Start-up Theion will schon bald eine Solid State-Batterie anbieten, die Lithium-Ionen-Akkus deutlich übertrifft: Die dreifache Reichweite wird für E-Autos versprochen!

Auf der Website werden alle erforderlichen Versprechen gebracht: Verdreifachte Energiedichte, hohe Zyklenfestigkeit, tolle Schnellladeleistung, nicht brennbar, billiges Rohmaterial, geringer Energieaufwand für die Produktion und natürlich: billig! Schwefel anstelle von Konfliktmaterialien – wäre das nicht fantastisch?

Erste Muster sind für 2023 angekündigt.

Wie real sind diese Versprechungen? Beginnen wir mit der Physik: Die Lithium-Schwefel-Batterie gibt es tatsächlich zumindest seit 1958, allerdings eher als Forschungsobjekt.

Zellenaufbau Lithium-Schwefel-Zelle
Urheberhinweis: Von Egibe – Eigenes Werk, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=80152749

Die Zellenspannung liegt bei 2,2 Volt, deutlich unter den 3,6 Volt der derzeit gängigen Lithium-Ionen-Batterien und die Spannungskurve ist kompliziert. Ein BMS für eine Lithium-Schwefel-Batterie muss ein durchaus aufwändiges Stück Technik sein.

Wer den Wikipedia-Artikel bis zum Ende liest, kommt auf zwei Erkenntnisse: Es tut sich etwas bei diesem Zellentyp. Allerdings sind Ankündigungen aus 2018 noch nicht in der Realität angekommen.

Eine deutliche Verbesserung der Eigenschaften der Schwefelzelle wurde durch den Einsatz von Cobaltoxalat berichtet. Und da war er wieder, der Problemstoff Kobalt!

Wer bisher bereits eine gewisse Skepsis beim Lesen verspürt hat, irrt definitiv nicht. Wenn eine neue Wunderbatterie bereits mehrmals ergebnislos angekündigt wurde und dann noch mit Kobalt verbessert werden muss: Da ist gewiss Vorsicht geboten.

Vor Schwierigkeiten mit Wunderbatterien sind selbst große Namen nicht gefeit: Beispielsweise steht das von Volkswagen unterstützte Feststoffbatterieunternehmen QuantumScape derzeit aufgrund eines sehr kritischen Berichts über mögliche Insidergeschäfte und Betrugsvorwürfe unter Druck – Theranos und Nikola lassen grüßen. Es gilt selbstverständlich die Unschuldsvermutung! Das Management von QuantumScape wirft deshalb gerade positive Berichte auf den Markt, um positive Stimmung zu verbreiten. Die viel früher als geplant vorgestellte Zelle mit 16 Schichten hat allerdings eine deutlich schlechtere Performance und die Zellengröße wird lediglich als “kommerziell relevant” bezeichnet, wohl weil die Firma auch für die lächerlich kleinen Zellen in ihren Testaufbauten kritisiert wurde.

Vielleicht ist das alles ungerecht gegenüber dem oben erwähnten Startup Theion – ich wünsche ihnen viel Glück. Ruft mich an, wenn das Produkt auf dem Markt ist!

Volkswagen und die Energiewende

Volkswagen und die Energiewende

Die Elektromobilität als Teil der Elektrifizierung des Verkehrs ist naturgemäß ein Teil der Energiewende, das ist bereits bekannt. Was hat Volkswagen sonst mit der Energiewende zu tun?

Wenn man sich das Stammwerk in Wolfsburg ansieht: Sehr viel sogar!

Dort ist nämlich die VW Kraftwerk GmbH ansässig. Sie betreibt in ganz Deutschland mehrere Kraftwerke im Umfeld der VW-Werke. Außerdem gibt es ein Kraftwerk in Tschechien für den Standort Mladá Boleslav.

VW-Werk in Wolfsburg

Unter diesen Kraftwerken befindet sich auch ein Windkraftwerk in Salzgitter, das mit einer elektrischen Leistung von 12,8 MW allerdings ziemlich klein ist. Kein Wunder, es besteht lediglich aus vier Windturbinen. Aber immerhin!

Sehen wir uns die Kraftwerke in Wolfsburg an. Dort gibt es zwei Kraftwerke, nämlich das Kraftwerk West und das Kraftwerk Nord/Süd. Verwirrende Namensgebungen kann man Volkswagen also schon mal nicht vorwerfen.

Etwas problematischer ist der derzeit laufende Umstieg vom Brennstoff Steinkohle auf den Energieträger Erdgas, der derzeit bekanntlich von erheblichen politischen Unsicherheiten gekennzeichnet ist. Das Volkswagen-Werk in Wolfsburg wäre von einem verordneten Importstopp für russisches Erdgas vermutlich relativ rasch betroffen – wie viele andere Unternehmen in Deutschland auch.

Wie viele andere Unternehmen in Deutschland auch ist Volkswagen dem Lockruf des billigen Gases gefolgt, mit Unterstützung mehrerer Bundesregierungen. Das kann man Volkswagen speziell nicht unbedingt vorwerfen.

Anders liegt die Angelegenheit bei den Kraftwerken selbst. Das Kraftwerk West wurde als Kohlekraftwerk konzipiert und konnte in dieser Form bis zu 90 Tonnen Steinkohle pro Stunde verfeuern. Vermutlich bis Jahresende wird es auf Erdgas umgestellt sein. Die elektrische Leistung liegt bei 288 MW, die Wärmeleistung bei 266 MW. Das Verhältnis der Energieerzeugung beträgt 52 Prozent Strom und 48 Prozent Wärme. Durch die Nutzung der Abwärme für das Werk und das Fernwärmenetz für Wolfsburger Haushalte ist der Energienutzungsgrad ziemlich hoch – also eine gute Sache.

Sehen wir uns aber das Kraftwerk Nord/Süd an, das durch seine vier Schornsteine mit jeweils 125 Metern Höhe dem Werk und der Stadt Wolfsburg ein charakteristisches Wahrzeichen verleiht. Dieses Kraftwerk hat eine elektrische Leistung von 136 MW, jedoch eine Wärmeleistung von bis zu 755 MW. Zugegeben, die maximale Wärmeleistung wird nur bei strenger Winterkälte abgerufen, um die Wärmeversorgung von Werk und Stadt sicherzustellen. Trotzdem: Die reine Wärmeerzeugung ist die am wenigsten intelligente Nutzung fossiler Brennstoffe.

Besser wäre es, wenn mit dem Brennstoffeinsatz im Verhältnis genauso viel Strom erzeugt werden würde, wie im Kraftwerk West. Ähnlich schlecht ist die Situation beispielsweise im Heizkraftwerk Kassel: Eine elektrische Leistung von 76 MW steht einer Wärmeleistung von 313 MW gegenüber.

Sicherlich gibt es viele Sachzwänge, die zur derzeitigen Auslegung der Kraftwerke geführt haben. Trotzdem: Volkswagen und die Energiewende sind keine getrennten Themen und das Unternehmen könnte dabei noch einiges beitragen.