Elektromobile könnten Retter für das Energiesystem Singapurs werden
In tropischen Großstädten wie Singapur stellt das Wetter eine ernsthafte Herausforderung für die Energieversorgung dar. Wissenschaftler schlagen vor, Elektrofahrzeuge als flexible Energiequellen zu nutzen, um das Stromnetz zu entlasten.
Für große Städte, die in tropischen Klimazonen liegen, ist ein Nachmittagsgewitter nicht einfach nur ein Regenschauer, sondern verwandelt sich in einen erheblichen technischen Stress für das Energiesystem. Sobald eine Wolke die Sonne über einem bestimmten Gebiet verdeckt, wird die Solarstromerzeugung in dieser Region sofort auf null reduziert. Dies führt dazu, dass Gigawatt an Elektrizität aus entfernten Standorten umgeleitet werden müssen, was zusätzliche Probleme für das Energiesystem schaffen kann.
In Singapur ist der Bau neuer Leitungen zur Absicherung solcher Spitzen im Energieverbrauch nahezu aussichtslos. Ein Kilometer unterirdisches Kabel kostet etwa 60 Millionen Dollar. Wissenschaftler, darunter Markus Schleper von der Columbia University, schlagen eine kostengünstigere Alternative zu dieser teuren Lösung vor: die Nutzung von parkenden Elektrofahrzeugen.
Der Kern des vorgeschlagenen Verfahrens besteht darin, das V2G-Protokoll (Vehicle-to-Grid) zu aktivieren. Während eines Sturms verwandeln sich Elektrofahrzeuge, die gerade aufgeladen werden, automatisch in Stromquellen. Sie fungieren als temporärer Puffer für ihr Umfeld und decken den Energiebedarf ab. Dies ermöglicht es, das System vor Ort ins Gleichgewicht zu bringen, ohne die Hauptstromleitungen zu belasten.
Sobald das Unwetter vorüberzieht, kehren die Solarpanels wieder zu ihrer normalen Funktion zurück und beginnen, die Batterien der Fahrzeuge aufzuladen. Dieser Ansatz macht das Energiesystem flexibler und erlaubt es der Stadt, im Einklang mit den Wetterzyklen zu „atmen“, wodurch milliardenschwere Investitionen in die Infrastruktur vermieden werden.
Eine Studie, die in der Fachzeitschrift Nature Communications veröffentlicht wurde, hebt hervor, dass die Effizienz des Systems vom Maßstab des Managements abhängt. Traditionelle Optimierungsstrategien auf der Ebene der gesamten Stadt verschärfen oft die Situation, indem sie die Belastung der Hauptleitungen verdoppeln. Stattdessen schlagen die Wissenschaftler vor, die Stadt in autonome Knotenpunkte zu unterteilen.
Im Fall von Singapur bedeutet dies die Schaffung von 55 Planungszonen. Dieser Ansatz ermöglicht es, die maximale Belastung der Leitungen an Gewittertagen um 18 Prozent zu senken, was einen bedeutenden Fortschritt für die energetische Stabilität darstellt.
Für die präzise Berechnung des Modells verwendeten die Autoren der Studie anonymisierte Daten von Mobilfunkanbietern, um die tatsächliche Logistik des Parkens in Wohn- und Geschäftsvierteln zu verstehen. Es stellte sich heraus, dass selbst bei einer niedrigen Fahrzeugbesitzquote (ein Auto auf acht Einwohner) die Batterieresourcen völlig ausreichend sind, um das System ins Gleichgewicht zu bringen. Dies eröffnet neue Möglichkeiten für die Integration von Elektrofahrzeugen in städtische Energienetze.