Das Bundesamt für Statistik verzeichnete 2019 schweizweit rund 13'200 Neuzulassungen von reinen Elektroautos (+144 % zu Vorjahr). Auch bei den Ladestationen ist eine deutliche Zunahme zu verzeichnen. Aktuell sind 700 Ladeinfrastrukturen mit 1800 Ladestationen und einer installierten Leistung von 14 Megawatt in Zürich verbaut. Es ist davon auszugehen, dass diese Trends weiterhin anhalten. Hinzu kommt der weitere Zubau von erneuerbaren Energien, beispielsweise Photovoltaik, oder auch vermehrt im Einsatz stehende Wärmepumpen, mit dezentralen Strukturen. Diese Entwicklung stellt eine zunehmende Herausforderung für das ewz-Verteilnetz dar. Denn aufgrund des Nutzerverhaltens wird von einer hohen Gleichzeitigkeit der Ladevorgänge für Elektrofahrzeuge ausgegangen, z. B. mit ähnlichen Ladezeiten in einem Quartier. In Kombination mit relativ hohen Ladeleistungen während mehrerer Stunden kann dies eine Überlastung insbesondere im Niederspannungsnetz zur Folge haben.

Erfolgreiche Ansteuerung von E-Mobilitäts-Ladestationen getestet
Im Rahmen des Smart-Grid-Projekts von ewz in der Greencity bei Wollishofen werden verschiedene Smart-Grid-Ansätze, die Pioniercharakter aufweisen, erprobt. Durch den Anschluss der Trafostation an das ewz-eigene Glasfasernetz und dem Einbau von Messgeräten sowie dem Einsatz einer Monitoring- und Steuerungsplattform ist nun eine detaillierte Überwachung und Beurteilung des Netzzustands für das Mittel- und Niederspannungsnetz in diesem Gebiet möglich. Damit sollen drohende Engpässe im Netz erkannt und verhindert werden. Das Konzept sieht vor, dass in einem weiteren Schritt aus der Netzzustandsbeurteilung Steuersignale definiert und übermittelt werden, beispielsweise zur Reduktion der Ladeleistung von Ladestationen.

Im Herbst 2020 wurde dieses Konzept getestet, indem anhand von Messdaten aus der Trafostation ein Engpass im Netz simuliert wurde. Dieser wurde in der Monitoring- und Steuerungsplattform erkannt und in der Folge wurden automatisch die entsprechenden Steuersignale an die Ladeinfrastruktur in der Greencity-Tiefgarage übermittelt, was die gewünschte Reduktion der Ladeleistung zur Folge hatte. Die Erkenntnisse dieses erfolgreichen Tests werden nun in die weiteren Arbeiten rund um das Thema Smart Grid einfliessen.

Anreize für Verahltensänderungen
ewz setzt mit attraktiven Netznutzungstarifen Anreize, dass Kundinnen und Kunden ihr Verhalten anpassen. Zudem gibt es Vereinbarungen, um während Spitzenlastzeiten, Wärmepumpen und weitere steuerbare Kundenanlagen (beispielsweise Kühlhäuser) kurzzeitig ohne Komforteinbusse kurzfristig abzuriegeln. Beides trägt dazu bei, um grosse Belastungen im Stromnetz zu vermeiden.

Smart Grid sorgt für Netzstabilität
Smart Grid ist ein System, das die Einspeisung und den Verbrauch von Strom intelligent unter Einbezug von Messtechnologien sowie moderner Informations- und Kommunikationstechnologien koordiniert. Damit soll einn effizienter, sicherer und leistungsfähigeren Betrieb des ewz-Verteilnetzes sicherstellt werden. Ab 2021 ist geplant, während der nächsten Jahren sukzessive weitere der annähernd 900 Trafostationen in den Quartieren an das ewz-Glasfasernetz anzuschliessen, Messgeräte einzubauen und in eine Monitoring- und Steuerungsplattform einzubinden, um damit ein intelligentes und zukunftsorientiertes ewz-Stromnetz aufzubauen.

Text: Elektrizitätswerk der Stadt Zürich (ewz)