Ausgleich von Energie-Resilienz und Mobilität: Eine Multi‑Ziel‑Strategie für den Einsatz geteilter autonomer Elektrofahrzeuge bei Stromausfällen

Autos, die das Licht anlassen

Stellen Sie sich einen zukünftigen Stromausfall vor, bei dem dieselben fahrerlosen Elektroautos, die normalerweise Menschen durch die Stadt bringen, leise anrücken, um Häuser, Kliniken und Notunterkünfte mit Strom zu versorgen. Dieses Papier untersucht, wie Flotten geteilter autonomer Elektrofahrzeuge (SAEVs) diesen doppelten Auftrag erfüllen könnten — Menschen in Bewegung halten und zugleich als mobile Batterien fungieren, die Stadtteile durch Stromausfälle bringen.

Zwei Aufgaben für eine Flotte

SAEVs vereinen drei Ideen, die Städte schnell verändern: Carsharing, autonome Technik und elektrische Antriebe. Da diese Fahrzeuge zentral verwaltet und nicht privat besessen werden, können Betreiber sie dorthin umlenken, wo sie am dringendsten gebraucht werden, statt darauf zu hoffen, dass einzelne Autobesitzer freiwillig helfen. Ihre Akkus lassen sich in normalen Zeiten aufladen und bei Netzausfällen teilweise an Gebäude oder lokale Hubs abgeben. So wird jedes Fahrzeug zu einem kleinen, flexiblen Kraftwerk auf Rädern. Der Haken ist, dass jede Minute, in der ein Auto Strom liefert, eine Minute ist, in der es keine Fahrgäste befördert — Städte und Flottenbetreiber müssen also entscheiden, wie sie diese Rollen ausbalancieren.

Die Idee in einer echten Stadt testen

Um diesen Zielkonflikt zu untersuchen, entwickelten die Autorinnen und Autoren ein detailliertes Computermodell des Straßennetzes, der Reisebedarfe und wahrscheinlicher Ausfallorte in Montreal. Sie stellten sich eine mittelgroße Flotte von 100 SAEVs vor, jede mit einer Batterie ähnlich der eines modernen Elektroautos mit großer Reichweite. Das Modell verfolgt, wohin Menschen fahren wollen, wie weit die Fahrzeuge fahren müssen, wie schnell sie laden können und wie viel Backup‑Strom bestimmte Innenstadtbereiche an einem Tag mit mehreren typischen Ausfall‑»Pulsen« benötigen könnten. Der wesentliche Dreh ist, dass die Flotte von einem Entscheidungsrahmen geleitet wird, der Fahrgäste und Energielieferungen als zwei oft widersprüchliche Ziele behandelt und Betriebsszenarien sucht, die bestmögliche Kompromisse zwischen ihnen finden.

Den Sweet Spot finden

Durch viele Simulationen kartierten die Forschenden eine Kurve möglicher Ergebnisse. Am einen Extrem konzentriert sich die Flotte ausschließlich auf Mobilität und bedient an einem Tag etwa 5.700 Passagierabholungen, liefert aber keine Energie ins Netz. Am anderen Extrem priorisieren dieselben Fahrzeuge die Stromversorgung und liefern rund 7.200 Kilowattstunden — genug für den Tagesbedarf von etwa 180 Haushalten — bewegen dabei jedoch nur etwa 1.600 Fahrgäste. Ein mittlerer »ausgewogener« Plan liegt zwischen diesen Polen: Er bedient etwa 3.500 Fahrten und liefert gleichzeitig knapp 4.000 Kilowattstunden in Ausfallgebiete. Anders ausgedrückt kann dieselbe Flotte etwa 2 % der täglichen Mobilitätsnachfrage oder rund 28 % des Energiebedarfs in betroffenen Zonen decken, aber nicht beides gleichzeitig. Die Entscheidung, wo auf dieser Kurve man operiert, ist letztlich eine Frage von Politik und Geschäftsmodellen.

Was zählt mehr: mehr Autos oder bessere Ladegeräte?

Das Team untersuchte auch, wie empfindlich das System auf verschiedene Designentscheidungen reagiert. Überraschenderweise brachte allein das Hinzufügen weiterer Fahrzeuge kaum mehr Fahrten, wenn die Ladegeräte langsam waren, weil zu viele Autos wartend herumstanden. Dagegen machte das Aufrüsten der Ladeleistung einen großen Unterschied: Schnellere Ladegeräte ermöglichten es den Fahrzeugen, schneller wieder in den Dienst zurückzukehren, wodurch deutlich mehr Passagierfahrten und flexiblere Energielieferungen möglich wurden. Ebenso erhöhte eine höhere Vergütung für Notstrom die Betreibererlöse stark, ohne die Mobilität erheblich zu beeinträchtigen, während ein niedrigerer Tarif Fahrzeuge davon abhielt, dem Netz zu helfen. Diese Ergebnisse deuten darauf hin, dass gut gestaltete Zahlungen und leistungsfähige, bidirektionale Ladepunkte wichtiger sind als das einfache Hinzukaufen einiger zusätzlicher Autos oder etwas größerer Batterien.

Warum das für zukünftige Städte wichtig ist

Für Nicht‑Fachleute lautet die Kernaussage schlicht: Zukünftige Flotten fahrerloser Elektro‑Taxis könnten weit mehr leisten als nur bequeme Fahrten anzubieten. Wenn Städte in passende Nachbarschafts‑Ladehubs investieren und faire Preise für Notstrom zahlen, könnten diese Fahrzeuge ein wanderndes Sicherheitsnetz bilden, das die Spitzen von Stromausfällen abmildert und die Erholung von Stadtteilen beschleunigt. Die Studie warnt jedoch auch, dass diese Energiefunktion begrenzt werden muss. Drückt man SAEVs zu stark als mobile Generatoren, stehen Bewohnerinnen und Bewohner vor langen Wartezeiten für Fahrten, gerade wenn sie am dringendsten zu Arbeit, Kliniken oder Familie müssen. Ein kluges Gleichgewicht — gestützt durch durchdachte Regeln, Tarife und Infrastruktur — könnte die geteilten Autos von morgen zu stillen, verlässlichen Partnern für saubere Mobilität und städtische Energie‑Resilienz machen.

Zitation: Augusto Manzolli, J., Yu, J., D’Apice, A.V. et al. Balancing energy resilience and mobility: a multi-objective strategy for deploying shared autonomous electric vehicles during power outages. npj. Sustain. Mobil. Transp. 3, 13 (2026). https://doi.org/10.1038/s44333-026-00081-9

Schlüsselwörter: geteilte autonome Elektrofahrzeuge, städtische Energie-Resilienz, Stromausfälle, vehicle-to-grid, nachhaltige Mobilität