AUS DEM SPIEGEL
Ausgabe 43/2017

Stromengpass Das Märchen von der Elektromobilität

Auf Deutschlands Straßen sollen bald Millionen E-Autos fahren - dabei ist das Stromnetz längst nicht darauf ausgerichtet, es droht der Blackout.

Elektroauto an einer Ladesäule
DPA

Elektroauto an einer Ladesäule

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Vor dem Gesetz und an der Steckdose sind alle Menschen gleich. Das erlebte kürzlich ein hochrangiger Stuttgarter Automanager, als er beschloss, seine private Garage für die Zukunft zu rüsten. Ein Stromanschluss mit 22 Kilowatt sollte an die Wand - stark genug, um handelsübliche E-Mobile in anderthalb bis zwei Stunden vollzutanken.

Der Stromversorger sagte zu, doch nur unter einer Bedingung: Erst müssten die Straße und die Einfahrt vor dem Haus für die Verlegung eines stärkeren Kabels aufgerissen werden.

Der Vorgang ist dem Betroffenen, Vorstandsmitglied eines großen deutschen Autokonzerns, unangenehm genug; deshalb erzählt er darüber mit der Bitte um Diskretion. Alle großen deutschen Fahrzeugproduzenten bekennen sich inzwischen offiziell zum Batteriemobil. Da sind solche Erfahrungsberichte unerwünscht.

Der Mann hat erlebt, was jedem Bundesbürger in dieser Situation widerfahren dürfte, sofern er nicht gerade in einer Gewerbeimmobilie mit robusterer Verkabelung wohnt: Stromverbraucher dieser Größe schließt in Privathaushalten kein Elektriker ohne Rücksprache mit dem örtlichen Netzbetreiber an.

So müssen in Stuttgart alle Verbraucher ab 4,6 Kilowatt angemeldet werden. An anderen Orten werden ähnliche Grenzen gesteckt. "Planungsbüros und Bauträger haben dieses Thema bei fast allen Neubauvorhaben auf dem Tisch", sagt ein Prokurist einer süddeutschen Wohnungsbaugesellschaft. Auch er wünscht keine Namensnennung, da es reichlich Streit um dieses Thema gebe.

Das Stromnetz ist nicht unerschöpflich, und für die politisch erwünschte Massenmotorisierung mit Batterieautos wird hier ein empfindlicher Engpass entstehen. Ohne das Aufladen des Fahrzeugs im privaten Haushalt kann Elektromobilität nicht funktionieren. Bislang sind die Ladezeiten zu lang, um wie bei dem Benzinauto rasch am Wegesrand tanken zu können.

Menschen ohne Stellplatz oder Garage werden sich nicht einmal Gedanken über die Anschaffung eines Elektroautos machen; die anderen, und das sind durchaus einige Millionen Bürger, könnten bald E-Mobilisten werden. Sie sollten sich dann aber ein wenig mit den physikalischen Gesetzen und Zwängen beschäftigen, die hinter der Steckdose herrschen.

Dort liegen Kabel, so dünn wie Bleistiftminen - die Endausläufer einer komplexen Versorgungsmaschinerie, die vom Kraftwerk über vier Spannungsebenen bis zur Nachttischlampe reicht und ohne Übertreibung als Arteriensystem modernen Wohlstands bezeichnet werden darf. Die höchste Ebene mit 380.000 Volt dient dem Stromtransport. Auf der zweithöchsten (bis 125.000 Volt) werden industrielle Großabnehmer versorgt.

Am unteren Ende gelangt der Strom zum Menschen - mit moderaten 230 Volt. Das mindert die Lebensgefahr beim versehentlichen Berühren offener Leitungen, setzt aber auch der nutzbaren Stromleistung niedrige Grenzen. Wird die zu hoch, erhitzt sich das Kabel. Bevor es durchglüht, springt die Sicherung raus.

Doch schon ein unentwegtes Erwärmen im zulässigen Bereich lässt die Leitung altern. Die Isolierung wird brüchig. Es kommt zu Fehlströmen und Kurzschlüssen. Statt die übliche Lebensdauer von 50 Jahren und mehr zu erreichen, wird das Kabel schon nach 10 Jahren mürbe. Passiert das gelegentlich, ist es ein Ärgernis; passiert es unentwegt, entsteht ein volkswirtschaftliches Desaster.

Ein Kupfer- und Aluminiumschatz von anderthalb Millionen Kabelkilometern liegt im Boden der Republik. Manche der noch heute stromführenden Leitungen wurden verlegt, als der Bundeskanzler Kurt Georg Kiesinger hieß. Die Netzbetreiber verstehen keinen Spaß mit ihrer teilhistorischen Infrastruktur. Zunehmend setzen sie dem Kunden daher Grenzen. Zu den schlimmsten Strom- und Kabelfressern zählen Durchlauferhitzer zur Warmwasserproduktion: einst als technischer Clou gepriesen, heute vielerorts nur noch mit Genehmigung installierbar. Sie fordern um die 20 Kilowatt aus der Leitung - etwa so viel wie der heimische Schnelllader fürs E-Mobil.

Dass der keine Standardausstattung für die heimische Garage werden kann, mag den passionierten Stromfahrer noch nicht erschüttern. Gewöhnlich hat er die ganze Nacht Zeit für die Elektrobetankung. Da reicht auch eine einfache Steckdose mit 16-Ampere-Sicherung. Aus der lassen sich gut drei Kilowatt zapfen - genug, um auch größere Batterien über Nacht zu füllen. Und die meisten der heutigen E-Fahrer tun genau das.

Doch auch dieser Bedarf ist keine Kleinigkeit. Über längere Zeiträume lägen in einem durchschnittlichen Haushalt maximal zwei Kilowatt an, erklärt Andreas Breuer, Technologiechef des Essener Netzbetreibers Innogy. Wenn nun massenhaft Ladegeräte das Anderthalbfache zusätzlich zapften, habe das "durchaus Netzrückwirkungen".

Eine sparsame Kleinfamilie, sagt Breuer, verbrauche gut 3000 Kilowattstunden pro Jahr. Schafft sich diese nun ein Elektroauto an und fährt damit 14.000 Kilometer jährlich, was etwa dem Bundesdurchschnitt entspricht, wird sich (bei einem realistischen Verbrauch von 20 Kilowattstunden pro 100 Kilometer) der Strombedarf dieses Haushalts fast verdoppeln. Der massenhafte Durchbruch der E-Mobilität wäre folglich eine Zerreißprobe für das Niederspannungsnetz. Würden Parkhäuser oder Tiefgaragen großer Wohnblocks an allen Stellplätzen nur mit simplen Standardsteckdosen ausgestattet - der Blackout wäre vorprogrammiert.

Das weiß auch Stromexperte Breuer. Und doch sieht er keinen Grund, die Vision von der Stromfahrt deshalb abzusagen. Innogy, mehrheitlich im Besitz des Stromriesen RWE, versteht sich wie der Dachkonzern durchaus als Unterstützer der Elektromobilität. "Die Sache", hofft Breuer, "ist beherrschbar, denn es wird nicht alles auf einmal passieren."

Es komme nun darauf an, dem wachsenden Bedarf mit intelligenter Technik und nicht einfach mit einem stupiden Ausbau des Netzes zu begegnen. Einen Meter neuen Kabels einzugraben kostet auf dem Land etwa hundert Euro, in der Großstadt erheblich mehr. Eine flächendeckende Neuverdrahtung der Republik wäre unbezahlbar. Obendrein käme es allerorten zu Straßensperrungen. Die Elektromobilität würde zum größten Stauproduzenten aller Zeiten.

Breuer empfiehlt deshalb, auch im Stromnetz dem Vorbild kluger Leitsysteme des Straßenwesens zu folgen: So wie diese den Verkehr ohne weitere Fahrspuren wieder harmonisch fließen lassen, könne eine "Orchestrierung der Stromflüsse" Ähnliches im bestehenden Kabelbaum bewirken: "Ein wichtiger Schlüssel ist die Vermeidung von Gleichzeitigkeit."

So schwebt dem Ingenieur eine Art Ampelschaltung für die Zapfpunkte in der Tiefgarage vor, die die Ladegeräte nacheinander freischaltet. Kaum jemand, glaubt er, fahre tagsüber so viel, dass er die ganze Nacht an die Steckdose müsste.

Im Video: Die Krux mit dem Stromspeicher

Innogy hat bereits ein Steuergerät für ähnliche Zwecke entwickelt. Es trägt den Namen "Smart Operator" und hat die Größe eines Autoradios. Erdacht wurde es ursprünglich zur Netzentlastung aus einem anderen Grund: dem übermäßigen Einspeisen volatilen Ökostroms.

Die zeitweise extreme Förderung von Fotovoltaik führte zu einem Boom von Kleinanlagen, die durchweg das Niederspannungsnetz bedienen und zuweilen mehr Energie liefern, als dieses abführen kann. Innogy installierte drei Exemplare des Smart Operator in drei ländlichen Testorten.

Eines davon befindet sich im Trafohaus hinter dem Schulgebäude von Wincheringen, einem hübschen Dorf inmitten von Weinbergen an der Mosel. Er ist verbunden mit einer Wetterstation, 23 Haushalten, 13 Solaranlagen und 2 Großakkus, die überschüssigen Strom zwischenbunkern können.

Je nach Wetterprognose dirigiert das Steuergerät die Elektronenströme: Ist am Morgen wolkenloser Himmel zu erwarten, entleert es nachts nach Kräften die Akkus, um Speicherplatz zu schaffen für den sonst schwer verdaubaren Sonnensegen. Die Anlage habe alle Erwartungen erfüllt, erklärt Projektleiter Stefan Willing: "Wir können damit ohne Netzausbau 30 Prozent mehr Ökostrom nutzen als zuvor."

Ähnlich hilfreich könne ein solcher Puffer wirken, um Energievorschüsse zu bunkern, wenn später in einer Tiefgarage 20 Autos gleichzeitig geladen werden sollen. Die Rechnung geht allerdings nur auf, wenn diese Anlagen samt ihren teuren Pufferakkus am Ende nicht mehr kosten als dickere Kabel. Das Projekt Smart Operator, mit dem Innogy drei Dörfchen beglückte, verschlang allein acht Millionen Euro.

Welchen Preis die Allgemeinheit für ein Stromnetz zahlen müsste, das Millionen Elektroautos störungsfrei versorgen soll, vermag noch niemand einzuschätzen. Fest steht, dass das Schnellladen von Autobatterien im eigenen Haushalt ein exotischer Luxus bleiben dürfte.

Der Stuttgarter Automanager schlug das Angebot des Stromversorgers aus, eigens für ihn eine bessere Leitung legen zu lassen.

Seine Branche hat genug Affären am Hals. Da wollte er nicht auch noch als privilegierter Starkstromtanker ins Gerede kommen.



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