Wie werden Heimspeicher und Elektroautos Teil des Stromnetzes?

Da nicht immer die Sonne scheint und nicht immer der Wind weht, braucht es viele Stromspeicher. Auch Privathaushalte sollen und können ihren Beitrag leisten.

Im Juni 2024 stammten 68 Prozent des erzeugten und 60 Prozent des verbrauchten Stroms in Deutschland aus erneuerbaren Quellen – vor allem aus Solar- und Windenergie. Im Sommer sind derart hohe Werte nicht verwunderlich, denn dann scheint die Sonne stärker und es wird mehr Solarenergie erzeugt. Die Werte dürften weiter steigen. Für 2030 peilt die Bundesregierung einen Jahresdurchschnitt von 80 Prozent an. Dr.

Dabei ergibt sich auch ein Problem: Solaranlagen und Windräder sind die wichtigsten Produzenten erneuerbarer Energie – doch sie sind unzuverlässig, und ihre Erzeugung ist volatil. Im Sommer wird deutlich mehr Solarenergie erzeugt als im Winter. Auch die Einnahmen aus Windenergie schwanken, je nachdem, wie viel Wind gerade weht.

• Wie können Privathaushalte zum Stromnetz der Zukunft beitragen?

Dies stellt das Stromnetz künftig vor eine Herausforderung. Um Haushalte und Industrie gleichermaßen mit Strom zu versorgen, muss überschüssiger erzeugter Strom für schwierige Zeiten gespeichert werden. Im großen Maßstab könnte dies beispielsweise dadurch gelingen, dass überschüssiger Strom über Elektrolyseure in grünen Wasserstoff umgewandelt wird, der dann in heutigen Gaskraftwerken in Zeiten schwacher Sonne oder Wind wieder verstromt werden kann.

Private Haushalte sind ein wichtiger Baustein der Speicherstrategie. Der Netzentwicklungsplan 2037/2045 (2023), erstellt von den vier Netzbetreibern Umbreon, 50Hz, Tenet und Transent BW, sieht für das Jahr 2037 rund 67 GW Leistung im deutschen Stromnetz allein aus kleinen Batteriespeichern vor. Bis 2045 sollen es 98 GW sein. Das entspräche bereits 2037 etwa einem Drittel der heutigen gesamten deutschen Kraftwerkskapazität.

• Mit kleinen Batteriespeichern aus dem Eigenheim zum virtuellen Kraftwerk werden?

Als kleine Batteriespeicher werden alle Stromspeicher bezeichnet, die in Privathaushalten zum Einsatz kommen. Das gilt für Heimspeicher, die man heute schon mit einer PV-Anlage installieren kann, aber auch für die immer mehr werdenden Elektroautos. Sie sind immer häufiger mit Technologien ausgestattet, die es ermöglichen, den in der Elektroautobatterie gespeicherten Strom wieder freizugeben. Das Ganze nennt sich Two-Way Shipping – ist in Deutschland aber noch nicht gesetzlich verankert, in den Niederlanden zum Beispiel aber schon. Manche Autos können das zwar technisch, dürfen es in Deutschland aber nicht.

Energy Sharing:
Laut Umweltbundesamt (UBA) versteht man in Deutschland unter „Energy Sharing“ die gemeinsame Erzeugung und Nutzung von Strom in einem räumlichen Zusammenhang, aber unter Einbeziehung der Nutzung des öffentlichen Stromnetzes.
Eine einheitliche Definition dieses Schlagwortes gibt es nicht, bestehende Konzepte unterscheiden sich im Detail stark voneinander, so das UBA.

Dieses wechselseitige Laden von Heimspeichern und Elektroautos funktioniert grundsätzlich nicht nur im Einfamilienhaus, sondern auch in größeren Einheiten. Seit Jahresbeginn bietet das bayerische Unternehmen Pionierkraft als erstes in Deutschland Energie-Sharing-Lösungen an. In Deutschland beschränkt sich das auf stationäre Batteriespeicher. Der von der Photovoltaikanlage des Wohngebäudes erzeugte Strom wird in einem großen Heimspeicher gespeichert. Von dort kann er bedarfsgerecht an die Mieter verteilt werden. Andere Anbieter wie Sonnen denken darüber nach, noch einen Schritt weiterzugehen. Die Heimspeicher des bayerischen Unternehmens können von ihren Besitzern zu einem „virtuellen Kraftwerk“ zusammengeschaltet werden. Dieses speichert überschüssigen Strom und gibt ihn in Zeiten der Knappheit an das öffentliche Stromnetz ab – Sonnen lässt sich das an einer Strombörse gut bezahlen.

Solche virtuellen Kraftwerke sind nichts Neues, auch Anbieter von Solar- und Windparks schließen sich zu solchen Anlagen zusammen. Für private Anbieter hat das Sharing allerdings einen Vorteil: Weil der Anbieter des virtuellen Kraftwerks den bezogenen Strom direkt an der Strombörse vermarkten kann, lassen sich höhere Erträge erzielen. Sonnen belohnt seine Kunden beispielsweise mit einem Aufschlag auf die staatliche Einspeisevergütung und einem jährlichen Bonus.

• Wie können Privathaushalte Stromspeicher und Elektroautos zu Hause sinnvoll nutzen?

Dafür müssen sie sich aber nicht mit Tausenden anderen Kunden zu einem virtuellen Kraftwerk zusammenschließen. Schon heute ist es möglich, aus Photovoltaikanlage, Heimspeicher und Elektroauto ein eigenes Microgrid aufzubauen. Und das funktioniert so: Mit dem Teil des Stroms Ihrer Anlage, den Sie nicht direkt verbrauchen, laden Sie zunächst Ihren Heimspeicher und Ihr Elektroauto – sofern diese an Ihrem Haus angeschlossen sind. Erst der restliche Strom wird ins öffentliche Stromnetz eingespeist. Die smarte Steuerung sorgt dann dafür, dass der Strom aus Ihren Speichern vor allem dann genutzt wird, wenn die Strompreise hoch sind, also zum Beispiel am frühen Abend, wenn alle von der Arbeit nach Hause kommen. Bei niedrigen Strompreisen, zum Beispiel nachts, beziehen Sie Ihren Strom aus dem Netz.

• Das Potenzial von Elektroautos als Stromspeicher ist groß:

Für Heimspeicher und PV-Anlagen gibt es solche intelligenten Steuerungen bereits, für Elektrofahrzeuge stecken sie noch in den Kinderschuhen. Das liegt, wie dargestellt, am bidirektionalen Laden. Für Heimspeicher ist das kein Problem, für Elektroautos in Deutschland derzeit aber nicht erlaubt. „Die Technik ist da – aber es fehlt seit Jahren an der regulatorischen Umsetzung, um das Ganze attraktiv zu machen und schnell auf den Markt zu bringen“, warnte ADAC-Technikchef Carsten Schulz von VDI nachrichten auf der IAA 2023. Daran hat sich bis heute nichts geändert. Andere Länder wie die Niederlande sind bei der Integration des Elektroautos ins Stromnetz schon weit gekommen.

Für die Zukunft arbeiten die Autohersteller an drei verschiedenen Technologien gleichzeitig: Mit der Vehicle-to-Load-Technologie (VHL) sollen Elektroautos grundsätzlich eine Steckdose bekommen, an die sie Geräte wie ein Smartphone oder einen Staubsauger anschließen können. Das bidirektionale Laden mit einer Wallbox zu Hause soll per „Vehicle-to-Home“ (V2H) und per „Vehicle-to-Grid“ (V2G) mit dem gesamten Energienetz, also auch über öffentliche Ladestationen, möglich sein.

Allein das Potenzial von Elektrofahrzeugen für das Stromnetz ist enorm. Ein heute typisches Elektroauto verfügt bereits über eine Batterie mit einer Kapazität von 60 kWh. Laut Prognosen des ADAC werden bis 2030 rund 10 Millionen E-Autos in Deutschland zugelassen sein. Daraus ergäbe sich eine Speicherkapazität von 600 GWh (600 Millionen Kilowattstunden). Zur Einordnung: Dies würde ausreichen, um ganz Deutschland einen halben Tag lang mit Strom zu versorgen, selbst wenn alle anderen Stromerzeuger ausfallen würden.