Der Stromverbrauch von Elektrofahrzeugen – ein kostspieliges Rätsel
Dies ist kein Scherz-Artikel. David Wojick wirft Fragen auf, die Antworten sollten die Politiker und Energielieferanten geben. Bei der notwendigen Leistung des Stromnetzes besteht eine große Datenlücke, die es zu schließen gilt. Uns liegen keine konkreten Daten darüber vor, wie viel Strom Elektrofahrzeuge benötigen und wann und wo sie ihn verbrauchen.
Das Problem besteht darin, dass die meisten Elektrofahrzeuge die meiste Zeit zu Hause oder am Arbeitsplatz des Besitzers geladen werden. In beiden Fällen wird der Stromverbrauch oft einfach dem Gesamtverbrauch des Gebäudes am Stromzähler hinzugefügt. Es gibt keine separate Abrechnung, daher liegen keine Daten vor. In den USA sind etwa 7 Millionen Elektrofahrzeuge unterwegs, deren Auswirkungen auf das Stromnetz unbekannt sind.
Es liegt zwar eine offizielle Schätzung der Regierung mit acht signifikanten Stellen vor, die auf einem Computermodell basiert. Da das Modell jedoch weder getestet noch kalibriert werden kann, gibt es keinen Grund, seinen Ergebnissen zu vertrauen.
Dennoch können wir diese geschätzten Zahlen nutzen, um einige grundlegende Aussagen zur Leistung und zum Energieverbrauch von Elektrofahrzeugen zu treffen. Wir gehen vorerst davon aus, dass sie korrekt sind.
Sie stammen von der EIA (Energy Information Administration), USA
[nicht zu verwechseln mit der IEA, Internationale Energiebehörde als autonome Einheit der OECD von 16 Industrienationen mit Sitz in Paris 1974 gegründet]
Der geschätzte Gesamtenergieverbrauch von Elektrofahrzeugen der jeweils letzten drei Jahre beträgt:
- 2025 = 23.532 GWh
- 2024 = 17.800 GWh
- 2023 = 13.212 GWh
Man beachte, dass sich die Zahl in nur zwei Jahren fast verdoppelt hat. Das ist ein bemerkenswertes Wachstum, insbesondere wenn man bedenkt, dass der Markt für Elektrofahrzeuge angeblich tot ist.
Selbst die höchste Zahl macht nur einen winzigen Bruchteil des US-amerikanischen Stromverbrauchs aus. Daher wird in vielen Artikeln behauptet, dies zeige, dass Elektrofahrzeuge kaum oder gar keine Auswirkungen auf das Stromnetz hätten. Diese Schlussfolgerung ist jedoch grundlegend falsch, da das Stromnetz aus mehr Faktoren besteht als nur aus jährlichen Gesamtstatistiken.
Die größte Herausforderung für das Stromnetz ist die Leistung, nicht die Energie, genauer gesagt MW statt MWh, insbesondere die Spitzenlast. Elektrofahrzeuge können hier einen erheblichen Einfluss haben, da sie faktisch nur zur Spitzenlast beitragen.
Das typische Elektrofahrzeug lädt nur eine begrenzte Zeit, daher ist die Ladeleistung recht hoch. Die EV-Besitzer vergleichen die „Ladezeit“ gerne mit dem kurzen Tanken von Diesel oder Benzin. Daher werden enorme Anstrengungen unternommen, um immer leistungsfähigere Ladestationen zu installieren, was die Ladespitze noch weiter erhöht.
Wenn viele Elektrofahrzeuge gleichzeitig geladen werden, kann die kombinierte Spitzenlast sehr hoch sein. Wir müssen die Auswirkungen des gleichzeitigen Ladens vieler Elektrofahrzeuge verstehen.
Hier ist ein extremes Worst-Case-Szenario, das die potenziellen Auswirkungen verdeutlicht. Nehmen wir zunächst an, dass alle rund 7 Millionen Elektrofahrzeuge gleichzeitig geladen werden. Zweitens, nehmen wir an, dass sie dreimal pro Woche geladen werden und dies jeweils nur eine halbe Stunde dauert, bei konstanter Ladeleistung. (Diese kurze Ladezeit ist realistisch, da die viele Fahrzeugbesitzer den Akku lediglich bis zum Erreichen von 80% aufladen, um die Lebensdauer des Akkus zu verlängern)
Geht man von einer Größe von rund 24.000 GWh für 2025 aus, so wird diese Menge in 156 Stunden aus dem Netz entnommen. Damit beträgt die Ladeanschlußleistung knapp 154 GW.
Das ist allein schon ein kleines Kraftwerk. Tatsächlich entspricht sie in etwa der Rekord-Spitzenlast bei PJM, ein US-Energieversorger, der 67 Millionen Kunden versorgt. Eine solche Nachfrage würde das Stromnetz innerhalb kürzester Zeit überlasten.
Rechnung für eine E-Auto Ladestation, z.Bsp.:
Ladung von 50 kWh in 30 min
Wirkungsgrad der Ladeinfrastruktur angenommen 10%, Ladeverluste der Batterie angenommen 10%. Netzspannung 400Vac, Ladespannung 500Vdc, Batteriespannung 400 Vdc
Formel: Anschlussleistung =
Arbeit * 2 (wegen Stunde) * Wirkungsgrad Lad Wirkungsgrad Bat / Spannung
P = W * 2 * µLad * µBat / U
100 kWh*1,1*1,1 / 400 V= 302,5 kW
Ladestrom = Anschlussleistung / Spannung
I = P / ULad
300 kW/ 500 V= 600 A
Die durchschnittliche Anschlussleistung für ein Einfamilienhaus in Deutschland liegt meist zwischen 14,5 kW und 34 kW (Elektroheizung ja/ nein, Sauna, neumodisch Wall-box zum E-Auto laden, …). Es gibt Gesetze, das max. 40kW nicht überschritten werden dürfen. https://www.tme.eu/de/news/library-articles/page/44750/anschlussleistung-und-wie-man-sie-ermittelt/
https://www.sw-netz.de/wp-content/uploads/17-leistungen_wohngebude.pdf
Die Realität ist natürlich weitaus komplexer, und so etwas hat es noch nie gegeben. Doch der Tag hat nur 24 Stunden, und die meisten der 7 Millionen Elektrofahrzeuge müssen regelmäßig aufgeladen werden.
Die große Frage ist, wie die potenziellen kombinierten Spitzenlasten vieler Elektrofahrzeuge in einem realistischen Maßstab aussehen? Sie könnten bereits auf lokaler Ebene ein Problem darstellen.
Das Zuverlässigkeitsproblem mag zwar noch gering sein, das Kostenproblem könnte jedoch bereits erheblich sein. Es wird seit Langem behauptet, dass viele lokale Stromverteilungsnetze ausgebaut werden müssen, um die Kapazität für das Laden von Elektrofahrzeugen bereitzustellen.
Ausbau der Netze ist teuer, und wenn derzeit viel los ist, könnten sie einen wesentlichen Teil der aktuellen Preissteigerungen ausmachen. Besteht ein Zusammenhang zwischen den Zulassungen von Elektrofahrzeugen und den Strompreissteigerungen?
Die Tatsache, dass der Stromverbrauch von Elektrofahrzeugen unsichtbar ist, könnte schwerwiegende und rasch wachsende Probleme verschleiern. Wir müssen unbedingt verstehen, was hier vor sich geht.
https://www.cfact.org/2026/04/01/ev-power-consumption-a-costly-mystery/
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Blog comments
CFACT - immer wieder…
CFACT - immer wieder inspirierend, eigene, unabhängige Überlegungen dazu anzustellen. Folgender Satz gefiel mir insbesondere :
"Das ist ein bemerkenswertes Wachstum, insbesondere wenn man bedenkt, dass der Markt für Elektrofahrzeuge angeblich tot ist."
Ja, so ist es. Es wird zwar alles getan, hier die E-Mobilität schlecht am besten tot zu reden/schreiben.
Dennoch: Sie wächst weltweit. Ja wie denn das ?
Weil der freie Markt dieses Produkt und seine Dienstleistung fordert.
Die Leute überlegen sich aus ganz unterschiedlichsten Motiven heraus sich immer mehr elektromobil zu bewegen.
Manch offener Gegner von allem was "grün" ist hat klammheimlich schon längst sein PV-Notstromaggregat, sein E- Fahrrad und demnächst sein E-Mobil im Kalkül.
Und am Ende waren alle schon immer dafür.
So wars bei der Bio-Landwirtschaft, zuerst verschrien, heute gibts Bio in jedem Supermarkt, jedes bessere Hotel bietet Müsli zum Frühstück an.
So wars bei der Natur-Medizin. Viele wollen nicht mehr die alleinige Pharma- und Apparatemedizin. Von mittelalterlicher Hildegard von Bingen-Medizin bis zu moderner Medizin auf natürlicher Pflanzen-Basis ist auch das im Mainstream Patienten Alltag längst angekommen.
Und am Ende waren alle schon immer dafür.
So wird es bei der Energieversorgung kommen, die Zahlen zeigen ja die jährlichen Wachstumsraten. Es ist schlichte Vernunft die Erneuerbaren Energien best möglich zu nutzen.
Auf Atomkraft können wir völlig verzichten und den Fossilen kann aus durchaus vernünftigen Gründen ein gewisser Anteil als nationale Notreserve im Strommix verbleiben.
Und am Ende waren alle schon immer dafür.
Zu den bekannten Gründen spricht dafür auch der gesellschaftliche Frieden.
Ein nicht zu unterschätzendes Argument in der Energiepolitik.
Bei unserer eigenen nationalen Braunkohle würde ein Anteil von 5% an der Stromerzeugung genügen, den gesellschaftichen Frieden wieder herzustellen.
Die Kosten der Vorhaltung wären im Strompreus einkalkuliert, die Arbeitsplätze blieben erhalten, damit der Stolz alter Bergbau Regionen. Jeder fände sich in diesem zukünftigen Strommix wieder.
Und am Ende waren alle schon immer dafür.
MfG, HPK
Es gäbe zur Atomkraft keine Alternative.
Das Problem der Spitzenlast hat für Wohngebiete erhebliche Folgen, da die gesamte Infrastruktur der Verteilerstationen und Leitungen neu gedacht werden müssen. Im Zuge moderner Haushalte (Elektrogeräte) wurden im Zeitraum von 40 Jahren immer mehr Lastspitzen angepasst und waren kalkulierbar. Doch angesichts der noch wenigen haushaltnahen Ladestationen für E-Autos sind die Anforderungen auch bei den Kraftwerksbetreibern und Umspannwerken ohne Computer nicht mehr regelbar. Der Unsicherheitsfaktor multipliziert sich noch bei Einspeisung der inkonstanten Windräder und Photovoltaik. Puffernde Kraftwerke werden außer Betrieb gesetzt, Speicher gibt es nicht, Großrechner müssen die örtlichen Lastschwankungen (Spitzen) durch Umverteilung in Millisekunden ausgleichen. Dabei kommt noch das Problem mit der Netzwechselfrequenz 50Hz und Phasengleichheit der vielen Einspeisequellen. Wenn die Phasengleichheit durch Spitzenlasten und ständig wechselnde Quellen und Umverteilungen auch nur für ein paar Millisekunden gestört ist, bricht das gesamte Netz durch innerlichen Kurzschluss zusammen, es käme zu Bränden, nebenbei ganze Stadtteile könnten Versorgungs-Probleme bekommen.
Laden der Batterie eines E-Mobils
Wenn man hier schon mit Berechnungen kommt, dann sollten die doch auch richtig sein. Hier soll eine Batterie mit einer Nennspannung von Ub = 400 V aufgeladen werden mit einer Energie von W = 50 kWh in einer Zeit t = 0,5 h. Nicht der Wirkungsgrad der Ladestruktur ist 10%, sondern ihre Verluste, der Wirkungsgrad etal ist also 90%. Die Ladeverluste der Batterie seien ebenfalls 10%, der Ladewirkungsgrad also etab = 90%. Dann ist die erforderliche Netzleistung
P = W/(t*etal*etab) = 50 / (0,5 * 0,9 * 0,9) = 123,5 kW
Der Ladestrom beträgt I = W / ( t * Ub ) = 50000 Wh / ( 0,5 h * 400 V ) = 250 A
Die Netzspannung muß U = Ub / (etal * etab) = 400 V / ( 0,9 * 0,9 ) = 494 V betragen.
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