Elektroautos können träge Massen von Großkraftwerken ersetzen

Der Übertragungsnetzbetreiber TenneT und die Daimler AG mit ihrer hundertprozentigen Tochter Mercedes-Benz Energy GmbH haben in einer gemeinsamen Entwicklungspartnerschaft die Machbarkeit innovativer Systemdienstleistungen am Übertragungsnetz erforscht und erprobt. Die Ergebnisse sind wegweisend.

Durch den steigenden Anteil von wetterabhängigen regenerativen Energien wird die Stromerzeugung deutlich volatiler. Im Stromnetz müssen Erzeugung und Verbrauch im Gleichgewicht sein, um die Frequenz von 50 Hertz zu halten. Ist dies nicht der Fall, kommt es zu Frequenzabweichungen.

Die Massen von Großkraftwerken, die synchron mit der Netzfrequenz von 50 Hertz rotieren, sorgen dafür, dass solche Schwankungen gedämpft werden und somit der Systemträger auf solche Abweichungen reagiert. Das ist wichtig, da Frequenzabweichungen erst verzögert durch Primärregelleistung ausgeglichen werden können.

Ohne die trägen Massen im Netz würde sich die Frequenz so schnell ändern, dass sie nicht mehr durch Regelleistung ausgeglichen werden könnte. Folge wären immer größere Frequenzschwankungen, die im schlimmsten Fall zu Stromausfällen führen könnten.

Im Test Lab in Kamenz haben der Übertragungsnetzbetreiber TenneT und Mercedes-Benz Energy jetzt nachweisen können, dass die Batteriespeicher von Elektroautos in weniger als 100 Millisekunden auf eine sich ändernde Frequenz reagieren. Damit können sie die trägen Massen von Großkraftwerken mit ersetzen.

TenneT und Mercedes-Benz Energy konnten zudem nachweisen, dass Elektroauto-Akkus auf Lithium-Ionen-Basis nicht nur für eine hochdynamische Systemstützung, sondern auch für einen Systemwiederaufbau, einen sogenannten Schwarzstart von Kraftwerken, genutzt werden können.

Für den Schwarzstart von Kraftwerken kommen heute Dieselaggregate zum Einsatz, die die Turbinen von Kraftwerken (rotierende Massen) wieder in Bewegung versetzen und Hilfsaggregate versorgen. Die Entwicklungsstudie zeigt, dass dies nahezu verlustfrei und deutlich umweltschonender auch durch Batteriespeicher geschehen kann.

Der Energiespeicher des Elektroautos fungiert hierbei als eine Art „Starterbatterie der Energieversorgung“ und schiebt die trägen rotierenden Massen eines Kraftwerks wieder an. Die benötigte Energie, etwa zwei bis vier Prozent der Nennleistung eines Kraftwerks, wird im Bedarfsfall aus dem Energiespeicher abgerufen.

Um dies nachzuweisen, haben die Projektpartner in Kamenz ein Testnetz aufgebaut und es nach einem simulierten Netzausfall mit Hilfe des automobilen Batteriespeichers wieder aufgebaut. Der Prototyp des eingesetzten Batteriespeichersystems bestand aus automobilen Batterien mit einer gesamten Anschlussleistung von ca. 1 Megawatt (MW) und einer Speicherkapazität von 750 Kilowattstunden (kWh). Bei den Elektroauto-Akkus handelte es sich um 2nd-Life- und Ersatzteil-Batterien.