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Die mit der Energiewende einhergehenden Veränderungen stellen eine grosse Herausforderung für die Energiesysteme dar. Weil der Anteil erneuerbarer Energien zunimmt, wird es für die Netzbetreiber beispielsweise immer anspruchsvoller, das notwendige Gleichgewicht zwischen der Stromerzeugung und dem Stromverbrauch zu wahren. Die Schweiz bildet hier keine Ausnahme, denn ein erheblicher Teil des Stroms wird heute in Kernkraftwerken erzeugt, die mittelfristig stillgelegt und in erster Linie durch erneuerbare Energiequellen ersetzt werden sollen. Ein Ansatz zur Lösung dieses Problems ist, die schnell wachsende Batteriekapazität von Elektroautos zu nutzen. Wenn diese ans Netz angeschlossen sind – zum Beispiel beim Aufladen –, könnten ihre Batterien dazu genutzt werden, überschüssige Energie aus dem Netz zu speichern und bei Bedarf schnell wieder zurückzuspeisen. Es ist jedoch noch nicht klar, wie gross dieses Potenzial sein könnte und wie sich dies auf den Bedarf an Energieimporten in der Schweiz auswirken könnte. In einer neuen Studie haben Forschende des NFS «Automation» genau das untersucht.
«Unser Hauptziel ist es, die Stromimporte aus den Nachbarländern zu reduzieren. Diese werden oft aus treibhausgasintensiven Energiequellen wie Kohle und Gas erzeugt, während die Schweizer Produktion mit Wasser- und Kernkraftwerken – und künftig auch mit Solar- und Windkraftwerken – nur sehr wenig Treibhausgase ausstösst. Anstatt unsere Überschüsse in der Energieproduktion zu exportieren, sollten wir daher versuchen, sie im Inland zu halten», erklärt Loris Di Natale, Hauptautor der Studie und Doktorand an der Empa. «Daher haben wir untersucht, wie wir das Laden und Entladen der Batterien von Elektrofahrzeugen steuern könnten, um den benötigten Stromaustausch mit den Nachbarländern zu verringern. Wenn die Netzbetreiber in der Lage sind, das Laden und Entladen von E-Fahrzeugen auf verschiedene Tageszeiten zu verlagern – zum Beispiel Laden über die Mittagszeit, wenn viel Sonnenenergie zur Verfügung steht, und Entladen in die Nacht, wenn deutlich weniger erneuerbare Energie erzeugt wird –, dann liessen sich die Importe erheblich reduzieren», so Di Natale.
Kombiniert mit anderen Speichertechnologien wie Staudämmen und Pumpspeicherkraftwerken, könnten die Importe bis ins Jahr 2050 um bis zu 60% reduziert werden, so die Schätzung der Forschenden. Dies sei nicht zuletzt deshalb erreichbar, weil sich die beiden Technologien ergänzen: Wasserkraftwerke werden für die saisonale Speicherung genutzt, während Elektroautos die täglichen Schwankungen auffangen. Doch auch wenn diese Ergebnisse vielversprechend sind, ist das Potenzial von Elektroautos nicht unbegrenzt, wie Loris Di Natale betont: «Bemerkenswerterweise haben wir festgestellt, dass das Potenzial von Elektroauto-Batterien ab einer bestimmten Anzahl von Fahrzeugen erschöpft ist. Wir können also nicht erwarten, dass Elektroautos unser Speicherproblem vollständig lösen werden – insbesondere für die saisonale Speicherung müssen wir nach anderen Lösungen suchen.»