Erneuerbare Energien

Warum elektrifizierte Städte flexible Netze brauchen

Elektroautos und Wärmepumpen verändern den Strombedarf. Wie flexible Zeiten und Netzausbau zusammenwirken.

Von Wolfgang

13. Nov. 20265 Min. Lesezeit

Stadtviertel mit Ladepunkten und Trafostation.

Am Abend kommen viele Menschen nach Hause. Autos werden angeschlossen, während Wärmepumpen Häuser warm halten. Jede einzelne Anlage kann funktionieren und trotzdem gemeinsam mit anderen ein Stromnetz an seine Grenze bringen. Entscheidend ist nicht allein, wie viel Strom ein Viertel über ein Jahr verbraucht, sondern wie viel Leistung zur gleichen Zeit durch seine Leitungen und Transformatoren fließt.

Die gute Nachricht: Nicht jede Kilowattstunde muss genau im selben Moment bezogen werden. Fahrzeuge können oft später laden, Gebäude Wärme für eine gewisse Zeit halten. Wenn Geräte ihren Bezug verschieben, lässt sich eine Spitze abflachen. Dafür braucht es geeignete Technik und Regeln. Und wo die Kapazität dauerhaft nicht ausreicht, müssen Leitungen und Anlagen verstärkt werden.

Diese Verbindung steht auch hinter der Initiative Electrify Now. Die Europäische Kommission nennt elektrische Anwendungen, Netze und flexible Stromsysteme sowie saubere Erzeugung als drei zusammenhängende Aufgaben. Mit Electrify Cities will sie kommunale Akteure zusammenbringen. Was das vor Ort bedeutet, zeigt der Blick auf das Netz unter einer gewöhnlichen Straße.

Warum die Uhrzeit einen Unterschied macht

Vom überregionalen Stromnetz gelangt Elektrizität über mehrere Spannungsebenen zu den Verbrauchern. Eine Ortsnetzstation senkt die Spannung für das Niederspannungsnetz ab, an dem unter anderem Wohnhäuser hängen. Kabel und Transformatoren sind für bestimmte Belastungen ausgelegt. Wie viel Spielraum ein Viertel hat, hängt unter anderem von seinen Anlagen und den gleichzeitig angeschlossenen Verbrauchern ab.

Leistung und Energie sind dabei verschiedene Dinge. Die Leistung in Kilowatt beschreibt, wie schnell Strom gerade bezogen wird. Kilowattstunden beschreiben die über eine Zeit verbrauchte Energiemenge. Ein Auto kann dieselbe Energiemenge langsam über eine längere Zeit oder schneller in kürzerer Zeit aufnehmen. Die zweite Variante verlangt in diesem Zeitraum mehr Leistung.

Ein einfaches Gedankenbeispiel: Mehrere Autos sollen bis zum Morgen geladen sein. Beginnen alle gleichzeitig mit hoher Leistung, überlagern sich ihre Anforderungen. Verteilt eine Steuerung den Bezug über die verfügbaren Stunden, kann dieselbe Energiemenge mit einer niedrigeren gemeinsamen Spitze ankommen. Ob das genügt, hängt von den Fahrzeugen, Ladezeiten und dem örtlichen Netz ab.

Schema einer hohen gleichzeitigen und zeitlich verteilten niedrigeren Stromlast.
Das Schema zeigt, wie zeitlich verteilte Nachfrage eine gemeinsame Lastspitze senken kann. (Quelle: KI generiert)

Wärme und Verkehr bieten verschiedene Spielräume

Ein geparktes Auto braucht nicht zwingend während jeder Minute Strom. Wer eine Abfahrtszeit und einen gewünschten Ladezustand vorgibt, kann einen Teil der Ladezeit verschieben. Der Spielraum ist kleiner, wenn der Akku schnell wieder gebraucht wird. Auch nicht jedes Auto und jeder Ladepunkt sind dafür gleichermaßen ausgestattet.

Bei Wärme ist die Situation anders. Ein Gebäude und gegebenenfalls ein Wärmespeicher können Wärme eine Zeit lang halten. Eine Wärmepumpe muss daher nicht immer genau im Moment des Wärmebedarfs mit voller Leistung laufen. Wie lange eine Verschiebung möglich ist, hängt von Gebäude, Wetter, Anlage und gewünschtem Komfort ab. An sehr kalten Tagen kann der Spielraum eng werden.

Die Internationale Energieagentur beschreibt solche Nachfrageflexibilität als Möglichkeit, Verbrauch auf Signale aus Markt oder Netz hin zu verschieben oder zu reduzieren. In größerem Umfang kann das den Bedarf an Spitzenkapazität verringern und einzelne Netzinvestitionen verschieben. Wie groß der Effekt ausfällt, ist eine Frage der Teilnahme, Steuerung und jeweiligen Netzsituation.

Ein niedriger Preis allein löst keinen Engpass

Ein zeitabhängiger Strompreis kann dazu anregen, Verbraucher in günstigere Stunden zu verlegen. Das kann für das gesamte Stromsystem hilfreich sein, etwa wenn viel Strom verfügbar ist. Für eine bestimmte Straße ist aber noch eine andere Frage entscheidend: Welche Leistung fließt dort gleichzeitig durch das lokale Kabel?

Wenn viele Geräte auf dasselbe Signal reagieren und zur selben Zeit starten, kann sich eine neue Spitze bilden. Ein günstiger Zeitpunkt für den Strommarkt ist deshalb nicht automatisch auch der beste Zeitpunkt für jeden Ortsnetzabschnitt. Die Abstimmung von Preisen, Geräten und lokalen Netzbedingungen ist ein Teil der praktischen Aufgabe.

Netzbetreiber benötigen dafür Informationen darüber, wo Belastungen entstehen. Gleichzeitig müssen Steuerungen mit den Bedürfnissen der Menschen umgehen: Ein Auto soll zur gewünschten Zeit nutzbar sein, eine Wohnung warm bleiben. Flexibilität ist also kein frei verfügbarer Vorrat, sondern ein Spielraum mit Grenzen.

Was in Deutschland bei einem Engpass gilt

Für bestimmte neue steuerbare Verbrauchseinrichtungen, darunter private Ladeeinrichtungen und Wärmepumpen, gelten in Deutschland Regeln nach Paragraf 14a des Energiewirtschaftsgesetzes. Sie betreffen grundsätzlich Anlagen mit mehr als 4,2 Kilowatt Netzanschlussleistung; für einzelne Konstellationen gelten besondere Regeln.

Nach Angaben der Bundesnetzagentur darf der Netzbetreiber den Bezug einer betroffenen Anlage zeitweise reduzieren, um eine konkrete Überlastung des lokalen Netzes abzuwenden. Die Maßnahme endet, wenn sich die Situation entspannt. Für größere Anlagen und mehrere gemeinsam gesteuerte Geräte sind die Mindestleistungen gesondert geregelt; 4,2 Kilowatt sind deshalb keine pauschale Antwort für jede Installation.

Diese netzorientierte Steuerung ist eine Absicherung für eine konkrete Situation. Sie ist nicht gleichbedeutend mit dem freiwilligen Verschieben eines Ladevorgangs wegen eines günstigen Tarifs. Die Behörde beschreibt außerdem eine begrenzte Übergangslösung für Netze, denen noch ausreichend aktuelle Daten fehlen. Die deutschen Regeln gelten nicht automatisch für Städte in anderen Ländern.

Warum trotzdem gebaut werden muss

Steuerung macht ein Kabel nicht physisch dicker. Wenn ein Stadtteil wächst oder dauerhaft mehr Leistung benötigt, kann eine Verstärkung notwendig sein. Auch neue Erzeugungsanlagen und Speicher müssen angeschlossen werden. Eine Stadt kann Verkehr und Wärme deshalb nicht isoliert planen: Der Zeitpunkt neuer Anschlüsse und die Kapazität der Netze gehören zusammen.

Die IEA weist in ihrem Bericht Electricity 2026 darauf hin, dass für Spitzen ausgelegte Netze außerhalb dieser Zeiten oft ungenutzte Kapazität haben. Eine bessere Nutzung kann Engpässe entschärfen, während der Ausbau voranschreitet. Zugleich sieht die Agentur erheblichen Investitionsbedarf in Stromnetze.

Für Kommunen liegt die Aufgabe damit in der Kombination: neue elektrische Anwendungen ermöglichen, vorhandene Kapazität sinnvoll nutzen und dort ausbauen, wo der Spielraum nicht reicht. Die Kampagne der EU kann Erfahrung und Beteiligte zusammenbringen. Ob ein bestimmtes Viertel einen neuen Transformator, steuerbare Ladepunkte oder beides benötigt, entscheidet sich jedoch anhand seines eigenen Netzes.

Quellen

Für diesen Artikel wurden KI-gestützte Recherche- und Editierwerkzeuge verwendet. Der Inhalt wurde redaktionell geprüft.