Flexibilität – die unterschätzte Ressource der Energiewende

Verkehr und Wärme sind zentrale Bausteine der Schweizer Energiewende. Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen sind dabei der Schlüssel für eine Effizienzrevolution. Weniger bekannt ist, dass diese Technologien nicht nur effizient fossile Energieträger ersetzen, sondern zugleich Flexibilität für das Energiesystem bereitstellen und dadurch Stromimporte sowie den Bedarf an zusätzlicher Infrastruktur verringern können.

Die Schweiz befindet sich mitten in einer der grössten infrastrukturellen Transformationen ihrer Geschichte. Der Verkehrssektor und die Wärmeversorgung werden zunehmend elektrifiziert, während erneuerbare Energien einen immer grösseren Anteil der Stromversorgung übernehmen. Diese Entwicklung ist nicht nur aus klimapolitischer Sicht notwendig. Sie eröffnet auch die Chance auf ein effizienteres, resilienteres und unabhängigeres Energiesystem.

Im Zentrum dieser Transformation stehen zwei Technologien: Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen. Beide elektrifizieren Mobilitäts- und Wärmesektoren und ersetzen so fossile Energieträger. Weil elektrische Lösungen deutlich effizienter arbeiten als die fossilen Technologien, die sie ersetzen, sinkt der Gesamtenergiebedarf. Gleichzeitig nimmt die Abhängigkeit von importierten fossilen Energieträgern ab.

Doch der Umbau des Energiesystems bringt auch neue Herausforderungen mit sich. Für den zusätzlichen Strombedarf werden Photovoltaik- und Windanlagen zugebaut, deren Stromproduktion nicht gleichmässig anfällt. Die Sonne scheint nicht immer dann, wenn Strom benötigt wird, und auch der Wind richtet sich nicht nach dem Verbrauch. Je stärker die Stromversorgung auf erneuerbaren Energien basiert, desto wichtiger wird deshalb die Frage, wie Angebot und Nachfrage zeitlich aufeinander abgestimmt werden können.

Die Herausforderung besteht heute weniger darin, neue technische Durchbrüche zu erzielen, sondern darin, bestehende Lösungen breit umzusetzen und sinnvoll in das Energiesystem zu integrieren.

Die öffentliche Debatte konzentriert sich häufig auf die zusätzliche Stromproduktion. Diskutiert werden neue Solaranlagen, Windparks, Wasserkraft oder Gas- und Kernkraftwerke. Diese Diskussion ist wichtig. Sie greift jedoch zu kurz. Der Umbau des Energiesystems ist nicht nur eine Frage der Strommenge, sondern auch der Flexibilität.

Genau hier eröffnen Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen neue Möglichkeiten. Oft werden sie als zusätzliche Belastung für das Stromnetz wahrgenommen. Tatsächlich können sie jedoch Teil der Lösung werden. Ihr Stromverbrauch lässt sich innerhalb gewisser Grenzen zeitlich verschieben. Dadurch kann Strom dann genutzt werden, wenn besonders viel erneuerbarer Strom verfügbar ist oder die Netze weniger belastet sind.

Ein Elektrofahrzeug muss häufig gar nicht in dem Moment geladen werden, in dem es an einer Ladestation angeschlossen wird. In vielen Fällen steht das Fahrzeug während Stunden ungenutzt auf einem Parkplatz oder in einer Garage. Die verfügbare Ladezeit ist damit wesentlich grösser als die tatsächlich benötigte Ladezeit. Durch intelligente Steuerung kann der Ladevorgang in jene Stunden verschoben werden, in denen besonders viel erneuerbarer Strom verfügbar ist oder die Netze weniger belastet sind.

Ähnliches gilt für Wärmepumpen. Gebäude besitzen eine natürliche thermische Speicherfähigkeit. Wird ein Gebäude etwas früher beheizt, bleibt der Wohnkomfort oft über mehrere Stunden erhalten. Diese thermische Trägheit ermöglicht es, den Stromverbrauch für das Betreiben der Wärmepumpe zeitlich zu verschieben, ohne Komforteinbussen zu verursachen. Gebäude werden damit zu einem bislang wenig genutzten Bestandteil eines flexiblen Energiesystems.

Neue Forschungsergebnisse aus dem Sweet-Pathfndr-Projekt zeigen, welches Potenzial in dieser Flexibilität steckt: Elektrofahrzeuge könnten in 2050 rund 20 Prozent der Stromnachfrage zeitlich verschieben, Wärmepumpen sogar 26 Prozent. Diese Flexibilität erleichtert die Integration erneuerbarer Energien, reduziert den Bedarf an Stromimporten und senkt die Gesamtkosten des Energiesystems. Gleichzeitig könnte der Bedarf an zusätzlichen Gaskraftwerken und Batteriespeichern deutlich geringer ausfallen.

Damit dieses Potenzial erschlossen werden kann, braucht es jedoch geeignete Rahmenbedingungen. Technische Lösungen allein reichen nicht aus. Erforderlich sind intelligente Ladesysteme, automatisierte Steuerungen, die einen flexiblen Stromverbrauch überhaupt ermöglichen. Ebenso wichtig sind wirtschaftliche Anreize für eine flexible Nutzung von Strom, etwa durch dynamische Tarifmodelle und geeignete Marktmechanismen. Damit solche Anreize wirken können, braucht es klare politische und regulatorische Rahmenbedingungen, die die aktive Teilnahme von Haushalten, Unternehmen und neuen Akteuren am Energiesystem erleichtern.

Das Energiesystem allein auf die Stromproduktion zu reduzieren, wäre also eine verpasste Chance.

Die gute Nachricht ist, dass viele der notwendigen Technologien bereits verfügbar sind. Die Herausforderung besteht heute weniger darin, neue technische Durchbrüche zu erzielen, sondern darin, bestehende Lösungen breit umzusetzen und sinnvoll in das Energiesystem zu integrieren.

Das Energiesystem allein auf die Stromproduktion zu reduzieren, wäre also eine verpasste Chance. Vielmehr hängt die Effizienz des Energiesystems massgeblich davon ab, wie flexibel und intelligent Verbraucher, Gebäude und Fahrzeuge eingebunden werden. Flexibilität stellt in diesem Zusammenhang eine potenziell zentrale, bislang jedoch häufig unterschätzte Ressource dar. 

Diese Forschung wurde vom Pathfndr-Konsortium durchgeführt, das durch das Sweet-Programm des Bundesamts für Energie (BFE) finanziert wird.

Text Eyvonne R. Ranjan, Lea A. Ruefenacht, Christian Schaffner, André Bardow