Schweizer Studie: E-Autos und Wärmepumpen als Stromnetz-Stabilisatoren

Eine neue Studie der renommierten Universität ETH Zürich zeigt: Intelligent gesteuerte Elektroautos und Wärmepumpen können die Stromimporte um 20 Prozent senken und gleichzeitig die Energiekosten reduzieren.

Elektromobilität und Wärmepumpen können einen entscheidenden Beitrag zur Schweizer Energiestrategie bis zum Jahr 2050 leisten – dies zeigt eine aktuelle Untersuchung des Forschungskonsortiums PATHFNDR, die von der ETH Zürich koordiniert wurde. Die zentrale Erkenntnis: Die intelligente Steuerung dieser Technologien kann das Stromnetz effizienter machen und die Abhängigkeit von Importen reduzieren.

Weniger Stromimporte trotz höherem Verbrauch

Bis Mitte dieses Jahrhunderts wird der Schweizer Stromverbrauch laut voraussichtlich deutlich ansteigen – von derzeit 56 auf prognostizierte 75 Terawattstunden pro Jahr. Die Gründe dafür liegen unter anderem im geplanten Ersatz fossiler Heizsysteme durch Wärmepumpen und dem Umstieg auf elektrische Fahrzeuge.

Die Forschenden konnten aufzeigen, dass dieser Mehrverbrauch nicht zwangsläufig zu mehr Stromimporten führen muss: 20 Prozent weniger Netto-Stromimporte über das gesamte Jahr seien durch koordinierte eine Steuerung drin. „Diese nach Netzauslastung gesteuerte Flexibilität könnte die jährlichen Netto-Stromimporte im Vergleich zu einem Energiesystem ohne flexibel gesteuerte Wärmepumpen und Elektroautos um rund 20 Prozent reduzieren“ heißt es in der Studie.

Intelligente Steuerung: So funktioniert es im Alltag

Das Prinzip dahinter ist simpel: Beide Technologien verbrauchen Strom dann, wenn er reichlich vorhanden und günstig ist – nicht unbedingt dann, wenn der Nutzer den Stecker einsteckt.

• Wärmepumpen als thermische Puffer: Die Heizungen können bei null Grad Außentemperatur bis zu zehn Stunden pausieren, ohne dass die Temperatur im Innenbereich unangenehm abfällt.
• E-Autos als Flexibilitätsreserve: Elektroautos hängen oft deutlich länger am Netz als für eine Vollladung nötig ist – ein optimierter Ladeprozess, der sich an der Verfügbarkeit von günstigem Solarstrom orientiert, ist möglich.

Finanzielle Vorteile für Verbraucher und Netzbetreiber

Die wirtschaftlichen Effekte der smarten Steuerung könnten laut der Studie beachtlich ausfallen. Die Forscher sagen voraus:

• Bis zu 6 Prozent niedrigere Großhandelspreise in den teuren Wintermonaten
• 4 Prozent günstigerer Systembetrieb insgesamt
• Ein Drittel weniger Investitionen in Gaskraftwerke und Batteriespeicher nötig

Siobhan Powell, Energieforscherin an der ETH Zürich und eine der Hauptautorinnen der Studie, betont: „Gaskraftwerke und Batterien sind vor allem notwendig, um Spitzen der Stromnachfrage auszugleichen. Wenn Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen diese Funktion übernehmen, dann brauchen wir weniger davon.“

Bürger sind bereit, wenn Komfort nicht leidet

Eine begleitende repräsentative Befragung zeigt: Die Schweizer Bevölkerung steht dem Konzept aufgeschlossen gegenüber. Etwa 70 Prozent würden flexible Lade- und Heizzeiten akzeptieren – vorausgesetzt, der Komfort bleibt gewahrt und die Steuerung läuft automatisiert ab. Knapp ein Drittel wäre sogar bereit, geringe Komforteinbußen hinzunehmen, wenn dadurch zeitgleich Stromkosten sinken.

Damit das Potenzial der smarten Technologien ausgeschöpft werden kann, empfehlen die Autorinnen und Autoren der Studie:

• Förderung nur noch von Systemen, die flexibel und smart betrieben werden können
• finanzielle Anreize durch dynamische Stromtarife
• Abschaffung lokaler Schwankungen bei Stromkosten und Einspeisevergütung
• Verbesserung der Ladesituation für Bewohner von Mietwohnungen

Die Untersuchung wurde vom Forschungskonsortium PATHFNDR durchgeführt, das vom Bundesamt für Energie im Rahmen gefördert wird. Die Publikation kann kostenlos und vollumfänglich als PDF unter diesem Download-Link der ETH Zürich abgerufen werden.