Woher der Strom kommt

Elektroautos werden als besonders emissionsarm und umweltverträglich gehalten, zumal sie angeblich mit Ökostrom fahren könnten. Das mag auf den ersten Blick logisch klingen, solange man sich keine Gedanken darüber macht, woher der Strom zum Fahren wirklich kommt. Daher wollen wir zuerst diese Frage klären. Im Anschluss dann die Kohlendioxid-Emission der Elektroautos im Vergleich zum Dieselmotor.

Das Elektroauto erhält kaum Ökostrom

Als erstes müssen wir verstehen, welchen Strom ein Elektroauto beim Laden eigentlich aus dem Stromnetz erhält. Was passiert im Stromnetz, wenn ein Elektroauto geladen wird? Man überlege hierfür, was der Ladevorgang im Netz verändert gegenüber der Situation, wenn das E-Auto nicht geladen würde.

Deckung des Strombedarfs

Bild 1: Solange die regenerativen Kapazitäten nur einen Teil des Strombedarfs decken können, sodass der restliche Strombedarf von fossilen Kraftwerken erzeugt wird, kommt jeder zusätzliche Strombedarf zwangsläufig aus fossilen Kraftwerken

Kommt ein Elektroauto an die Steckdose, zieht das Ladegerät zusätzlichen Strom aus dem Netz, der erst gar nicht verbraucht würde, wenn man stattdessen einen Verbrennungsmotor im Auto hätte. Für den Ladevorgang muss also von irgendeinem Kraftwerk der für das Akkuladen zusätzlich benötigte Strom erzeugt werden.

0% Ökostrom, solange…

Solange die regenerativen Kraftwerke (im Bild rechts grün dargestellt) nur einen Teil des Strombedarfs (im Bild blau) decken können, kann der restliche Strombedarf nur von fossilen Kraftwerken (im Bild braun) gedeckt werden. Der verfügbare regenerative Strom hat dann bereits andere Abnehmer. Jeder Strombedarf darüber hinaus kann dann nur von einem fossilen Kraftwerken bereit gestellt werden. Wird in dieser Situation irgendwo weiterer Strom aus dem Netz genommen, steigert ein fossiles Kraftwerk seine Stromproduktion, um diesen zusätzlichen Strom zu liefern.

Laden wenn wenig Ökostrom

Bild 2: Die regenerative Stromproduktion hat bereits andere Abnehmer. Das Elektroauto erhält den Strom von einem flexiblen, fossilen Kraftwerk

Solange also irgendwo bereits ein fossiles Kraftwerk laufen muss, kommt auch der Strom für das Laden des Elektroautos zwangsläufig aus einem Gas- oder Kohlekraftwerk, weil keine weitere, regenerative Stromkapazität zur Verfügung steht, die nicht bereits andere Abnehmer hat (siehe Bild 2).

…aber 100% Ökostrom, nur dann…

Laden bei nur Oekostrom

Bild 3: Niedriger Strombedarf und viel Sonne und Wind: die regenerativen Kraftwerke können den gesamten Strombedarf decken, sodass sogar weiterer Ökostrom verfügbar ist. Kein fossiles Kraftwerk läuft.

Nur dann, wenn ein Überangebot an regenerativem Strom im Netz herrscht, also kein fossiles Kraftwerk mehr laufen muss, damit der Strombedarf gedeckt werden kann, nur dann könnte auch das Elektroauto Ökostrom erhalten, und dann sogar zu 100%.

Für das Laden des Elektroautos interessiert daher nicht, wie hoch der Anteil von Ökostrom im Netz ist, sondern nur, ob die regenerativen Kraftwerke den gesamten Strombedarf während des Ladens decken könnten und weiteren Spielraum hätten. Können sie das, erhält das Elektroauto verfügbaren Ökostrom, andernfalls kommt sein Strom aus fossilen Kraftwerken, die für den Strom des Elektroautos zusätzliche fossile Energieträger verbrennen müssen.

Die installierte Kapazität an Windkraft- und Solaranlagen schafft es tatsächlich hin und wieder an windigen und sonnigen Feiertagen den gesamten Strombedarf zu decken. Zum Glück kommt es dazu aber eher selten, denn ungenutzte, freie regenerative Kapazitäten kommen uns teuer zu stehen, weil der dann nicht abgenommene Strom über die EEG-Umlage trotzdem vom Verbraucher zu bezahlen ist. An diesen Tagen würde das Elektroauto dann aber tatsächlich Ökostrom tanken, sodass in diesem Falle keine CO2-Emission auf seine Kosten gingen.

Beispiel für einen Lastverlauf über eine 5-Tages-Periode:

Geht das Elektroauto in der Lastperiode nach dem Bild 4 unten an die Steckdose, steigt der gesamte Stromverbrauch im Netz genau um die Ladeleistung. Dies symbolisiert die gestrichtelte Linie oberhalb des Lastverlaufs. Solange fossile Kraftwerke einen Teil des Strom erzeugen, weil es nicht genug regeneraativen Strom gibt,  kann der zusätzliche Strom für das Laden des Akkus nur von einem fossilen Kraftwerk zusätzlich erzeugt werden. Die Leistung der regenerativen Kraftwerke ist nicht regelbar; ihr Strom wird bereits komplett verbraucht. In der im Bild 4 dargestellten 5-Tagesperiode würde ein E,lektroauto nur kurz zur Mittagszeit am zweiten Tag regenerativen Strom erhalten (siehe violette Markierung), weil nur dort ein Überschuss an regenerativem Strom im Netz ist. Zur restlichen Zeit erhält es ausschließlich Strom aus den regelbaren, fossilen Kraftwerken.

Geht das Elektroauto an die Steckdose, steigt der Stromverbrauch im Netz (die gestrichtelte Linie stellt den höheren Stromverbrauch dar, wenn das Akku geladen wird). Solange fossile Kraftwerke Strom erzeugen (geraue Fläche; Residuallast), kann der zusätzliche Strom für das Laden des Akkus nur von einem fossilen Kraftwerk erzeugt werden, weil die regenerativen Kraftwerke nicht regelbar sind; ihr Strom wird bereits komplett verbraucht. Dementsprechend würde das E-Auto in der 5-Tagesperiode des dargestellten Lastverlaufts nur während der kurzen Zeit am zweiten Tag mittags kurz regenerativen Strom erhalten, weil nur dann ein Überschuss an regenerativem Strom im Netz ist.

Soltle das Elektroauto häufiger regenerativen Strom erhalten, müssten die regenerativen Energien kräftig ausgebaut werden, damit es häufiger einen Überschuss an regenerativem Strom gibt. Dieser geht aber dann auch häufiger verloren, wenn er nicht gerade von einem E-Auto geladen wird. Entsprechend würde die EEG-Umlage geradezu explodieren, weil immer mehr nicht produzierter Strom vergütet werden müsste. Im Winter gibt es jedoch wenig Sonnenschein und daher weniger Ökostrom-Überschüsse. Jeder zusätzliche Strom wird dann fossil erzeugt. Die Elektroautos verbrauchen aber gerade im Winter sehr viel Strom, im Stadtverkehr in etwa das Doppelte wie im Sommer. Der regenerative Strom fehlt also genau dann, wenn die Elektroautos viel Strom benötigen. Der für die Elektroautos produzierte Strom kommt somit fast immer aus fossilen Energieträgern.

Für die Kernkraft gilt übrigens das Gleiche wie für den Ökostrom: nachdem keine weiteren Kernkraftwerke mehr gebaut werden und die restlichen Atomkraftwerke vor allem durch Kohlekraftwerke ersetzt werden, gilt für jeden zusätzlichen Strombedarf, dass der Anteil an Kohlekraft zu- statt abnehmen wird. Mit dem Abschalten der Atomkraftwerke wird die CO2-Bilanz zusätzlich erheblich schlechter werden.

Das Elektroauto verlagert die Emissionen nur vom Auto in das Kraftwerk

Solange es kaum Elektroautos gibt, kommt ihr Strom vor allem aus den flexiblen Gas- und Steinkohlekraftwerken. Werden es aber mehr Elektroautos, könnte man zwar weitere Solar- und Windkraft zubauen. Aber gleichzeitig steigt auch die Grundlast im Netz, welche vor allem von den großen Braunkohlekraftwerken bereit gestellt wird, die eine besonders hohe CO2-Emission haben. Man kann es drehen und wenden wie man will, elektrisches Fahren ist alles andere als emissionsarm. Es wird lediglich die Emissions-Quelle vom Fahrzeug in das Kraftwerk verlegt. Aber mit dem negativen Effekt, dass dadurch mehr Energie verloren geht und insgesamt mehr Emissionen entstehen.

weiter: Welche CO2-Emissionen elektrisches Fahren verursacht

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