Die Rückwirkungen dieser auf die Stromerzeugung, insbesondere auf die Zusammensetzung des Ladestroms, die damit verbundenen CO₂-Emissionen und Stromgestehungskosten, sind wichtige zu berücksichtigende Faktoren.

Im Folgenden soll daher ein Überblick über die wichtigsten Punkte gegeben werden:

Einfluss von gesteuerten Lade- und Entladevorgängen der Elektrofahrzeuge auf den deutschen Lastbedarf

Zusammensetzung des Ladestroms

Veränderung der residualen Last

Entwicklung der ESF bedingten CO₂-Emissionen

Einfluss von gesteuerten Lade- und Entladevorgängen der Elektrofahrzeuge auf den deutschen Lastbedarf 

Wie Abbildung 1 zu entnehmen ist, weist die elektrische Verbrauchslast eine hohe tägliche Periodizität auf. In den Morgenstunden wird dabei deutlich weniger Kraftwerksleistung nachgefragt als in den Mittagsstunden und am Abend. Insgesamt schwankt im Tagesverlauf die Verbraucherlast normalerweise um rund ein Drittel.

Um ein stabilen Betrieb des Stromnetzes zu gewährleisten und aufgrund der geringeren Grenzkosten der Stromerzeugung ist es dementsprechend sinnvoll, zusätzliche elektrische Verbraucher in Zeiten niedriger Last zu betreiben. Da die installierte Kraftwerkskapazitäten und auch das elektrische Übertragungs- und Verteilnetz auf den erwarteten Höchstverbrauch ausgelegt sind, kann so eine Integration ohne Änderung der bestehenden Anlagen erfolgen.

Ziel einer optimalen Integration von ESF müssen also gesteuerte Ladevorgänge sein. Durch diese lassen sich die oben beschriebenen Niedriglastzeiten zur Ladung ausnutzen und damit eine weitere Erhöhung der nachgefragten Leistung in Spitzenlastzeiten verhindern. Durch gesteuerte Entladevorgänge während der Zeiten  hoher nachgefragter Lesitung können ESF sogar zur Deckung des Spitzenlastbedarfs beitragen.

Abbildung 1: Einfluss von gesteuerten Lade- und Entladevorgängen der Elektrofahrzeuge auf den deutschen Lastbedarf

Zusammensetzung des Ladestroms

In Folge der Ladung der ESF zu Niedriglastzeiten wird der benötigte Ladestrom vor allem von steuerbaren fossilen Kraftwerken bereitgestellt. Die zuzuordnenden Emissionen sind dementsprechend überdurchschnittlich hoch und machen zusätzliche Eingriffe zu ihrer Verringerung notwendig.

Dies  kann beispielsweise durch eine Verschiebung des fossilen Brennstoffmix erreicht werden. So führt eine Senkung des Anteils der CO₂-intensiven Energieträger Braun- und Steinkohle zugunsten des emissionsärmeren Erdgases zu einer Reduktion der spezifischen Emissionen.

Eine weitere Möglichkeit ist der Einsatz von Kohlekraftwerken mit Anlagen zur CO₂-Abscheidung (CSS) sobald diese in Zukunft zur Verfügung stehen.

Abbildung 2:  Zusammensetzung des Ladestroms im Jahr 2020

Veränderung der residualen Last

Abbildung 3: Veränderung der residualen Last im Jahr 2040

Entwicklung der ESF bedingten CO₂-Emissionen

Abbildung 4 stellt die Entwicklung der ESF bedingten CO₂-Emissionen unter verschiedenen Rahmenbedingungen dar.

Eine Integration von ESF rein nach kostenorientierten Kriterien führt zu den höchsten CO₂-Emissionen aufgrund der Bereitstellung des Ladestroms hauptsächlich durch fossile Brennstoffe. Kurzfristig liegen dabei die Emissionen über konventionellen PKW vergleichbarer Größenordnung.

Im Vergleich dazu führt Ladung der ESF mit dem Strommix zu deutlich niedrigeren Emissionen. Dies liegt im Anteil regenerativer Energien begründet, welcher jedoch auch mit steigenden Kosten verbunden ist. Bei beiden Integrationsformen können langfristig die Emissionen weiter reduziert werd

Abbildung 4: Entwicklung der ESF bedingten CO2-Emissionen

Entwicklung der Stromgestehungskosten

Wichtig für den Erfolg von ESF ist neben deren technischen Eigenschaften ihre Wirtschaftlichkeit. Diese muss dabei sowohl aus Nutzersicht als auch aus Sicht der gesamten Volkswirtschaft betrachtet werden. Da die Anschaffungskosten auch langfristig deutlich über denen konventioneller PKW liegen werden, wird in dieser Hinsicht die Attraktivität von ESF durch die Betriebskosten, also hauptsächlich durch die Strombezugskosten bestimmt.

Abbildung 5 vergleicht das Referenzszenario mit einem die Integration ESF berücksichtigenden Szenario.  Aufgrund der bereits beschriebenen gesteuerten Ladung kann die Auslastung der bestehenden Kraftwerke gesteigert werden, die spezifischen Kosten nehmen also ab. Desweiteren werden keine neuen Anlagen notwendig und die Grenzkosten der Stromerzeugung sind niedrig.

Im Vergleich mit Referenzszenario kann dabei bei Integration von ESF von niedrigeren Stromgestehungskosten ausgegangen werden. Der anrechenbare Anteil für den Ladestrom liegt während des gesamten Zeitraums bei etwa 1 Ct/kWh und damit deutlich unter den durchschnittlichen Stromgestehungskosten. 

 Abbildung 5: Entwicklung der Stromgestehungskosten bis 2040