EMOB-COLD+V2G - Rückwirkungen von Elektromobilität bei Extremtemperaturen in Verteilnetzen

Abstract

Das Verbundprojekt eMob-cold+V2G untersucht, wie sich eine zunehmende Verbreitung batterieelektrischer Fahrzeuge unter winterlichen Extrembedingungen auf Stromverteilnetze auswirkt und in welchem Umfang bidirektionales Laden (Vehicle-to-Grid, V2G) zur netzdienlichen Flexibilisierung beitragen kann. Im Mittelpunkt steht die Überlagerung temperaturabhängiger Lasttreiber: Steigende Verbräuche von Elektrofahrzeugen und Luft-Wärmepumpen führen in Kälteperioden zu ausgeprägten Gleichzeitigkeiten und kritischen Spitzenlasten in Niederspannungsnetzen. Methodisch verbindet das Vorhaben verhaltensökonomische Analyse mit räumlich-technischer Netzmodellierung. In einem bundesweiten Discrete-Choice-Experiment (DCE) mit über 16.000 Haushaltsentscheidern wurden Präferenzen für verschiedene V2G-Vertragsgestaltungen erhoben und in ein Random-Utility-Modell überführt. Relevante Vertragsattribute umfassen garantierte Mindestreichweite, Mindestansteckdauer sowie monetäre Vergütung. Die daraus abgeleiteten Teilnahmewahrscheinlichkeiten wurden mithilfe eines Conditional Variational Autoencoders auf eine synthetische Bevölkerung in einem konkreten Netzgebiet im Urban Digital Twin übertragen und in probabilistischen Ladeprofilen verarbeitet. Die Netzsimulationen zeigen, dass die Wirkung von V2G stark von der tatsächlichen Haushaltsbeteiligung abhängt. Bei hoher Teilnahme konnte die maximale Transformatorauslastung um bis zu 52,9 % reduziert werden; bei geringer Beteiligung lag die Entlastung lediglich bei rund 16 %. Pauschale Flexibilitätsannahmen überschätzen die Netzwirkung damit systematisch. V2G reduziert vor allem leistungsflussbedingte Engpässe wirksam, während Spannungsprobleme nur teilweise adressiert werden. Ein pauschaler, flächendeckender Einsatz als Ersatz für konventionellen Netzausbau ist wirtschaftlich nur dann sinnvoll, wenn zusätzliche Erlöse - etwa aus der Strommarktvermarktung - hinzukommen. Damit V2G über selektive Pilotsegmente hinaus skalieren kann, sind kohärente regulatorische Rahmenbedingungen unverzichtbar: der zügige Rollout intelligenter Messsysteme und standardisierter Steuerungsinfrastruktur, belastbare Abrechnungsregeln für bidirektionale Energieflüsse (z. B. im Rahmen des MiSpeL-Verfahrens der BNetzA), verbindliche Interoperabilitätsvorgaben für Fahrzeuge, Ladeeinrichtungen und Kommunikationsschnittstellen sowie netzdienliche Marktanreize durch dynamische Netzentgelte und regionale Flexibilitätsmärkte. Solange diese Rahmenbedingungen noch reifen, sollten Vertragsmodelle gezielt auf Early-Adopter-Segmente ausgerichtet und schrittweise auf den Massenmarkt ausgeweitet werden.