Intelligentes Laden von Elektroautos kann 70% Stromkosten sparen

In einer neuen Studie untersuchen Lion Hirth und sein Team von Neon im Auftrag von Rabot Energy das Einsparpotenzial des intelligenten Ladens von Elektroautos mit dynamischen Stromtarifen.

Dadurch können Elektroautos von den schwankenden Börsenstrompreisen profitieren und beispielsweise dann günstig laden, wenn mittags die Solarstromerzeugung den Preis drückt. Ab dem 1. April können sie zusätzlich von zeitvariablen Netzentgelten profitieren, bei denen die Netzbetreiber Rabatte gewähren, wenn die lokalen Netze unterausgelastet sind.

Die Analyse basiert auf einer viertelstundenscharfen Computersimulation des Ladeverhaltens eines batterieelektrischen Autos. Ziel der Optimierung war es, die Stromrechnung aus Verbraucherperspektive zu minimieren. Dies geschieht, indem Ladezeitpunkte so verschoben werden, dass die Batterie-Flexibilität optimal ausgenutzt wird – ohne Komforteinbußen oder Zusatzinvestitionen.

Dabei wurden zunächst Einsparungen untersucht, die mit den aktuellen rechtlichen Rahmenbedingungen erreichbar sind. In einem weiteren Schritt wurden zusätzlich die Vorteile analysiert, die durch zukünftige regulatorische Anpassungen wie bidirektionales Laden möglich wären.

Auf Basis des realen Fahrverhaltens einer Berufspendlerin errechneten Wissenschaftler, in welcher Höhe Ladekosten beim konventionellen Laden zuhause anfallen. Konventionell heißt, dass das Auto sofort nach dem Nachhausekommen und zum immer gleichen Strompreis geladen wird.

Diesen Kosten werden die Ladekosten gegenübergestellt, die bei einer intelligenten Ladestrategie anfallen. Hier werden die Ladevorgänge zeitlich an die Strompreise angepasst, um möglichst günstig zu laden. Möglich wird dies durch dynamische Stromtarife, bei denen der Strompreis im Tagesverlauf analog zu den Großhandelspreisen im Day-Ahead und Intraday-Markt variiert.

Die Studie basiert auf dem Fahrprofil einer Berufspendlerin, die jährlich 10.442 Kilometer mit ihrem Elektrofahrzeug zurücklegt und 72% des benötigten Stroms zu Hause lädt.

Die maximale Ladeleistung zuhause liegt bei üblichen 11 Kilowatt, während die Speicherkapazität der Fahrzeugbatterie 45 Kilowattstunden beträgt. Um das Fahrzeug uneingeschränkt nutzen zu können, muss der Batterieladestand morgens um 6 Uhr mindestens 60% betragen.

Beim konventionellen Laden im Fixtarif wird ein Strompreis von 30 Cent pro Kilowattstunde (ct/kWh) angenommen. Hierin enthalten sind die Beschaffungspreise sowie gesetzliche Kosten und Abgaben. Stromanbieterabhängige Kostenbestandteile, wie Vertriebskosten, Risikoabsicherung, Vermarktungs- und Administrationskosten, bleiben unberücksichtigt, da sie nicht bei allen Stromversorgern gleichermaßen anfallen.

Ebenso bleibt der Grundpreis unberücksichtigt, weil dieser unabhängig vom Elektroauto bei allen Verbrauchern anfällt. Alle unberücksichtigten Bestandteile sind pauschal und beeinflussen nicht das Einsparpotenzial von intelligentem Laden. Basierend auf diesen Annahmen errechneten die Wissenschaftler beim konventionellen Laden zuhause Stromkosten in Höhe von 475 Euro pro Jahr.

Da Elektrofahrzeuge häufig ungenutzt zu Hause stehen und im Durchschnitt nur etwa eine halbe Stunde pro Tag zum Aufladen der Batterien benötigen, können Elektrofahrer ihre Ladevorgänge flexibel an die Preisschwankungen der Großhandelsbörsen in dynamischen Tarifen anpassen.

Zur Ermittlung der besten Ladezeiten wurden die Preise im Day-Ahead- und Intraday-Markt herangezogen. Fahrverzichte oder Zusatzinvestitionen mussten beim intelligenten Laden nicht in Kauf genommen bzw. getätigt werden. Beim intelligenten Laden errechneten die Wissenschaftler jährliche Ladestromkosten in Höhe von 154 Euro, exklusiv der Grundgebühren und stromanbieterabhängigen Kosten wie Risikoabsicherung etc..

Durch das Verschieben der Ladevorgänge in günstige Mittags- oder Nachtstunden reduzierten sich die reinen Stromkosten inklusive aller gesetzlichen Abgaben um insgesamt 68%. In konkreten Zahlen von 475 auf 154 Euro.

Diese Ersparnis ist auf dynamische Stromtarife und Netzentgelte zurückzuführen und setzt sich wie folgt zusammen:

Durch intelligentes Laden in dynamischen Stromtarifen reduzierte sich die Stromrechnung um 47%. In konkreten Zahlen um 222 Euro. Die Optimierung im Day-Ahead-Markt brachte 33% und die im Intraday-Markt zusätzliche 14% Ersparnis.

Mit den ab April 2025 zeitvariablen Netzentgelten nach EnWG §14a Modul 3, lässt sich durch die Nutzung günstiger Zeitfenster beim Laden zuhause zudem eine weitere Einsparung von 21% auf der Stromrechnung realisieren. Zur Berechnung der Ersparnis wurden beispielhaft die drei Preisstufen von Stromnetz Berlin herangezogen, da Netzentgelte regional festgelegt werden.

Über den bestehenden Rechtsrahmen hinaus sind noch weitere Maßnahmen denkbar, die Anreize für intelligentes Laden schaffen könnten, das einerseits die Ladestromkosten von Elektrofahrern reduziert und andererseits die Stromnetze entlastet.

Die Studie nennt hier zeitvariable Steuern, Abgaben und Umlagen sowie bidirektionales Laden. Im konkreten Fall der Berufspendlerin könnten zeitvariable Steuern, Abgaben und Umlagen die Stromrechnung um weitere 12% bzw. 55 Euro senken.

Die Wissenschaftler kommen daher zu dem Schluss, dass ein ‘Umsonst-Laden’ grundsätzlich denkbar ist. Durch bidirektionales Laden, also Stromarbitragegeschäfte, könnte die Berufspendlerin mit ihrem Elektroauto sogar 355 Euro Einnahmen pro Jahr erwirtschaften.

Dr. Clemens Lohr, der an der Studie beteiligt war, fasst die Ergebnisse zusammen: „Bereits ein dynamischer Stromtarif mit zeitvariablen Netzentgelten – die ab dem 1. April eingeführt werden – kann die Stromrechnung um rund 70 % reduzieren. Stromtarife mit noch weitergehenden zeitvariablen Preiskomponenten ermöglichen es, die Stromrechnung nahezu auf null zu senken. Mit bidirektionalem Laden könnten zukünftig sogar negative Stromrechnungen realisiert werden.“

„Intelligentes Laden lohnt sich dabei nicht nur für Verbraucher, sondern nützt auch dem Stromsystem, da dadurch Kraftwerke und Netze entlastet werden. Intelligentes Laden ist keine Optimierung auf Kosten der Gesellschaft, sondern schafft echten Mehrwert“, betont Prof. Dr. Lion Hirth. „Einen dynamischen Stromtarif kann heute schon jeder abschließen. Doch um das volle Potenzial des intelligenten Ladens auszuschöpfen, brauchen wir jetzt zügig die flächendeckende Einführung günstiger Smart Meter, eine Reform der Netzentgelte und die Ermöglichung von bidirektionalem Laden.“

“Momentan verschenken viele Elektrofahrer bares Geld, weil sie konventionell und mit normalen Fixtarifen laden, anstatt die neuen dynamischen Preismodelle zu nutzen und intelligent zu laden. Dabei bedeutet intelligentes Laden keinen Aufwand, denn Lade-Apps können heute schon die Ladevorgänge automatisiert an dynamische Strompreise anpassen“, kommentiert Jan Rabe, CEO von Rabot Energy.