Intelligentes Steuern in Serie

Die Steuerung von Verbrauchseinrichtungen ist nach wie vor ein heftig diskutiertes Thema. Erst kürzlich hat die Unionsfraktion im Bundestag Kritik an der Neufassung von § 14 des Energiewirtschaftsgesetzes (EnWG) geübt. Es geht natürlich auch wieder um Ladepunkte für Elektrofahrzeuge − vor allem um die nicht öffentlichen. Die bisher beabsichtigten Regelungen könnten den Hochlauf der E-Mobilität ausbremsen, befürchten die Parlamentarier.

Es gibt also weiterhin politischen Zündstoff. Schon vor zwei Jahren haben die Diskussionen um den § 14a EnWG gezeigt, wie kontrovers Eingriffe in die Souveränität von Verbrauchern gesehen werden. Dem damaligen Bundeswirtschaftsminister Peter Altmaier (CDU) hatte die Autolobby eingeredet, Zugriffe der Netzbetreiber auf die Ladeinfrastruktur würden potenzielle Käufer vom Erwerb eines E-Autos abschrecken. Damit war der Entwurf des Steuerbare-Verbrauchseinrichtungen-Gesetzes vom Tisch. Dass im netzverträglichen und sogar im netzdienlichen Laden auch eine große Chance für innovative Geschäftsmodelle und letztlich für die Energiewende liegt, blendeten die Entscheider damals weitgehend aus.

Netzdienlich oder netzverträglich, dynamisch oder abgeregelt − wie das Laden von Elektrofahrzeugen künftig auch aussehen wird, es wird eine entscheidende Rolle für den Erfolg der Energie- und Verkehrswende spielen.

Komfortbedürfnis der Nutzer wird berücksichtigt

Audi, der IT-Dienstleister Gisa, der Rechenzentrumsbetreiber Robotron, der Smart-Meter-Gateway-Hersteller EMH Metering und die Katek-Tochtergesellschaft „eSystems“ haben bereits gezeigt, wie intelligentes dynamisches Laden helfen kann, Netzengpässen vorzubeugen. Da sie auch einen Ansatz entwickelt haben, der den Nutzern die Möglichkeit gibt, ihr Komfortbedürfnis in bestimmten Parametern auszudrücken, ist auch das sensible Thema Akzeptanz der Nutzer adressiert.

„Wir haben gezeigt, dass man mit serienmäßigen Komponenten den Ladevorgang steuern kann“, sagt Alexander Bourgett im Rückblick. Auf die eigene Wallbox sei nur noch eine Software „draufgepackt“ worden, damit das Gerät über den CLS-Kanal des Smart Meter Gateways mit dem Rechenzentrum von Robotron kommunizieren konnte. „Wir haben nicht einmal eine Steuerbox benötigt“, betont der Leiter der Softwareentwicklung bei eSystems. Die vom Rechenzentrum an die Wallbox übermittelten Befehle zum Drosseln oder Erhöhen der Ladeleistung wurden durch die Simulation verschiedener Parameter generiert, darunter eben auch der vom Nutzer zu bestimmten Zeiten gewünschte Ladestand.

 
Ein zweiter Demonstrator ging dann noch einen Schritt weiter und bezog den Verteilnetzbetreiber Mitnetz Strom und dessen tatsächliche Einspeise- und Lastprognosen mit ein. Mit diesen Werten wurde eine „Anreiztabelle“ generiert, auf deren Grundlage das Fahrzeug zusammen mit den Präferenzen des Fahrers oder der Fahrerin zu Ladestand und Abfahrtszeiten seinen eigenen Ladeplan generierte. „Diesen haben wir in die Wallbox bekommen und dann wieder über das Smart Meter Gateway an das Rechenzentrum geschickt“, erläutert Bourgett. Entsprechend habe der Verteilnetzbetreiber seinen 48-Stunden-Lastgang ständig aktualisieren und verfeinern können.

Dynamische Ladepläne werden ausgetauscht

„Serienmäßig“ − das ist ihm wichtig − wie der Audi E-Tron, das Smart Meter Gateway, die EEBus-fähige Wallbox und sogar das Protokoll ISO 15118, das die Grundlage für den Austausch eines dynamischen Ladeplans zwischen E-Fahrzeug und Ladesystem ist. Die Verantwortlichen bei eSystems sind stolz darauf, der erste Anbieter zu sein, der die Load-Control-Funktion der ISO 15118 in einer AC-Ladeinfrastruktur realisiert hat.

„Bis auf die Software zur Kommunikation mit dem Rechenzentrum war alles bereits vorhanden“, sagt Bourgett. Einen Grund, warum dafür künftig nicht auch eine Standardlösung geschaffen werden könnte, sieht er nicht.

Viel zu häufig werde in den Diskussionen um die Integration der E-Mobilität und der erneuerbaren Energien vergessen, dass die technischen Voraussetzungen für viele Anwendungen gegeben sind und Flexibilitätspotenziale auf relativ einfach Weise erschlossen werden könnten. Meistens mangele es allein am regulatorischen Rahmen.

eSystems hat als Partner von Premiummarken im Automobilsektor seine Nische gefunden. Audi, Porsche und Bentley gehören zu den Kunden, für die das 2016 gegründete Unternehmen mit Hauptsitz in Wendlingen am Neckar Produkte rund um die E-Mobilität entwickelt und auch fertigt − sowohl Software als auch Hardware. Begonnen hat alles mit Infotainment-Systemen für Tesla, dann kamen mobile Ladekabel hinzu. „Es war eine riesige Herausforderung, dafür eine weltweite Zulassung zu bekommen“, sagt Jochen Paukert, CEO von eSystems. Das Produkt ging in Serie und gehört nun zur Grundausstattung eines Porsche Taycan oder eines Audi E-Tron.

Bidirektionales Laden noch keine dringende Anforderung

Im vergangenen Jahr ließen die Schwaben mit ihrer „ghost ONE“ aufhorchen. Mit der 22-kW-Wallbox, die in einem Prototypenstadium auch bei den Demonstrationsprojekten zum Einsatz kam, wollen sie eine Plattform für die Integration des Elektrofahrzeugs nicht nur in das Verteilnetz, sondern auch in das Smart Home liefern. Paukert und seine Kollegen haben dabei nicht die App-Steuerung von Jalousien oder das gedimmte Licht im Wohnzimmer am Abend vor Augen, sondern einen handfesten energiewirtschaftlichen Nutzen durch das optimierte Zusammenspiel von Fahrzeug, Wärmepumpe, Speicher und Photovoltaikanlage.

Für den Erfolg der Energiewende ist nach Bourgetts Überzeugung vor allem die netzverträgliche Verbrauchssteuerung, die eine Überlastung des Hausanschlusses vermeidet, entscheidend. „Die Fahrzeuge laden mit 22 Kilowatt. Ins Netz speisen sie aber mit vier bis fünf Kilowatt ein“, gibt er zu bedenken. Es liege auf der Hand, mit welchem Ansatz der größere Effekt zu erzielen sei. Entsprechend sieht er das bidirektionale Laden noch nicht als dringende Anforderung, wenngleich die technischen Voraussetzungen auch dafür durchaus gegeben seien.

Doch Verbrauchssteuerung ist nicht gleich Verbrauchssteuerung. „Wenn über die Steuerung von Verbrauchern gesprochen wird, geht es merkwürdigerweise meistens um den direkten Zugriff des Netzbetreibers auf einzelne Wallboxen oder Wärmepumpen“, wundert sich Bourgett. Dagegen sei die Optimierung des Zusammenspiels von Wallbox, Wärmepumpe und anderen Komponenten durch ein Energiemanagementsystem hinter dem Netzanschluss einfacher und wesentlich effizienter umzusetzen. 

Optimierung hinter dem Netzanschluss 

Mit einem eigenen Energiemanager, der in die Wallbox integriert ist, hat sich eSystems dafür gerüstet. Paukert nennt den Grund für diesen am Markt bisher einmaligen Schritt: „Der Elektroinstallateur ist der Gatekeeper.“ Auf ihn komme es vor allem an, ob ein Energiemanagementsystem installiert werde. „Unserer Erfahrung nach fokussieren sich die Installateure in erster Linie auf die Wallbox“, sagt der CEO von eSystems. Auch die Kooperation einiger Autohersteller mit Anbietern entsprechender Lösungen sei kein Garant für deren Installation. Zumal die Wallbox unter Umständen schon an der Wand hängt, wenn die finale Entscheidung über das Fahrzeug noch gar nicht getroffen ist. „Das Produkt kann weiterhin mit einem EEBus-Energiemanagement zusammenarbeiten. Aber wenn kein EEBus-HEMS (Home Energy Management System; d. Red.) vorhanden ist, bieten wir die Möglichkeit, das eingebaute EMS zu nutzen, das mit MODBUS-Zählern zusammenarbeitet“, sagt Paukert.

Und noch ein wesentlicher Grund spricht aus seiner Sicht für ein Lastmanagement hinter und nicht vor dem Hausanschluss: Wer eine Photovoltaikanlage betreibt, die nun aus der Förderung fällt, wird großes Interesse daran haben, seinen Eigenverbrauch zu optimieren und so wenig wie möglich Strom aus dem Netz zu ziehen. Wer hier erfolgreich managt, kann auch einen wertvollen Beitrag zur allgemeinen Akzeptanz von netzverträglichem Verhalten leisten.