Elektromobilität: Einbindung ins SmartGrid, Geschäftsmodelle und Anwendersicht

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August Fischer
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1 Elektromobilität: Einbindung ins SmartGrid, Geschäftsmodelle und Anwendersicht Astrid Nieße, Martin Tröschel, Stefan Scherfke, Steffen Schütte, Carsten Sperling OFFIS Institut für Informatik, Oldenburg Forschungsbereich Energie Gruppe Energiemanagement Katja Schlager, Karen Oltersdorf Institut für Transportation Design, Braunschweig Wissenschaftsforum Green IT, Berlin

Informatik, Oldenburg Forschungsbereich Energie Gruppe Energiemanagement Katja Schlager, Karen

2 Smart Grid Geschäftsmodelle Anwendersicht 2

3 Smart Grid Geschäftsmodelle Anwendersicht 3

4 Vernetzte Komponenten in Smart Grids ICT Distribution System Transmission System 4

Intelligente Ladestrategien Ungesteuertes (unidirektionales) Laden Fahrzeug wird bei Ankunft geladen Fahrzeug lädt bis 100% Gesteuertes (unidirektionales) Laden Ziel: Gleichzeitigkeitsfaktor

5 Intelligente Ladestrategien Ungesteuertes (unidirektionales) Laden Fahrzeug wird bei Ankunft geladen Fahrzeug lädt bis 100% Gesteuertes (unidirektionales) Laden Ziel: Gleichzeitigkeitsfaktor verringern Fahrzeuge wählen Ladepunkt anhand eines hinterlegten Lastprofils (höhere Ladewahrscheinlichkeit bei Schwachlast) V2G gesteuertes, bidirektionales Laden Ziel: maximierte Nutzung lokaler PV-Einspeisung Zentrale Steuerungseinheit (pro Ortsnetz) verteilt Lade- /Entladeslots auf Basis der aktuellen PV-Einspeisung 5

hinterlegten Lastprofils (höhere Ladewahrscheinlichkeit bei Schwachlast) V2G gesteuertes, bidirektionales Laden Ziel: maximierte

6 Ländliches Typnetz (EWE Netz) Szenario Referenz (2010) 20 kv 0.4 kv 71 private Haushalte MS/NS-Transformator (200 kva) 6

7 Ländliches Typnetz (EWE Netz) Szenario Maximum PV (2050) 20 kv 0.4 kv 71 private Haushalte MS/NS-Transformator (200 kva) 71 PV-Anlage mit je 2.3 kwpeak 46 EV mit je ±11 kw / 31.7 kwh (EWE E3) 7

8 Nutzung der lokalen PV-Einspeisung Haushalte, Fahrzeuge oder Export 2,8% 29,5% 28,9% 36,1% 9,4% 61,1% 10,1% 61,1% 61,1% Ungesteuertes Laden Gesteuertes Laden V2G (mit Rückspeisung) Jahresmittelwerte; 46 Elektrofahrzeuge (11 kw, 31 kwh); 160 kw peak installierte PV-Leistung; ländliches Typnetz. 8

Gesteuertes Laden V2G (mit Rückspeisung) Jahresmittelwerte; 46

9 Ländliches LV-Netz (EWE Netz) Szenario Maximum-PV (2050) 20 kv 0.4 kv Privathaushalte MV/LV-Transformator (200 kva) 71 PV-Anlagen mit je 2.3 kw peak 46 EV mit ±11 kw / 31.7 kwh (EWE E3) 9

10 Relative Knotenspannung (1 ~ 0.4 kv) Ländliches LV-Netz Szenario Maximum-PV ; Knoten 1 5; Sommer / PV peak (12:30) ~ ~ ~ ~ ~ 1,04 1,03 1,02 1,01 Spannungsanstieg reduziert 1 0, ohne EV ungesteuertes Laden gesteuertes Laden V2G 10

Sommer / PV peak (12:30) 5 4 3 2 1 ~ ~ ~ ~ ~ 1,04 1,03 1,02

11 Relative Anzahl der Transformatorlastzustände Wahrscheinlichkeitsdichtefunktion des lokalen Transformators Szenario Maximum PV ; MS/NS-Transformator; Sommer 20 kv 0.4 kv 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 Rückspeisung reduziert 0,15 0,1 0, Transformatorlast [kva] ohne EV ungesteuertes Laden gesteuertes Laden V2G 11

4 kv 0,5 0,45 0,4 0,35 0,3 0,25 0,2 Rückspeisung reduziert 0,15 0,1 0,05 0-200 -150-100

12 Smart Grid Geschäftsmodelle Anwendersicht 12

13 Geschäftsmodelle für Elektromobilität (vereinfachte Darstellung) Basis-Geschäftsmodelle INDIVIDUELL ( Treiber = Endverbraucher) EVU (Energieversorger) NETZ-DIENST REGIO (regionaler Stromnetz-Betreiber) NETZ-DIENST ÜBER-REGIONAL (VK-Betreiber, Energiedienstleister) MOBIL-DIENST (Mobilitätsdienstleister) Batteriebesitz Kunde, Dienstleister Vollerwerb, Batterie-Leasing Kunde, Dienstleister Alterungsneutrale Nutzung Ein oder mehrere Dienstleister E-Fzg-Besitz Kunde, Dienstleister Kunde./. Kunde, Sharing, Vermietung 13

Energiedienstleister) MOBIL-DIENST (Mobilitätsdienstleister) Batteriebesitz Kunde, Dienstleister Vollerwerb, Batterie-Leasing

14 Einsparung [k ] NETZ-DIENST -Geschäftsmodelle km km km km stationär

15 Smart Grid Geschäftsmodelle Anwendersicht 15

16 Anwendersicht auf Elektromobilität und V2G Ergebnisse der sozialwissenschaftlichen Begleitforschung des Projektes GridSurfer Anforderungen der Nutzer Sicht auf V2G Durchgeführt durch ITD Institut für Transportation Design, Braunschweig, im Auftrag der EWE AG Katja Schlager 16

Anforderungen der Nutzer Sicht auf V2G Durchgeführt durch ITD Institut für

17 Untersuchungsdesign Begleitforschung Deskription und Analyse von Elektromobilität und Vehicleto-Grid (V2G) in der ländlich geprägten Region Oldenburg Nutzerakzeptanz, Treiber und Hemmnisse Design Ein- bis zweiwöchiger E3-Feldversuch 35 EWE-Mitarbeiter/innen qualitative Vorher- und Nachherinterviews 9 Gruppendiskussionen 24 Teilnehmer/innen des Feldversuchs 13 EWE Mitarbeiter/innen ohne Feldversuchserfahrungen 19 Bürger/innen aus Oldenburg ITD 17

E3-Feldversuch 35 EWE-Mitarbeiter/innen qualitative Vorher- und Nachherinterviews 9 Gruppendiskussionen 24

18 Anforderungen der Nutzer an Elektromobilität Pendlertaugliche Fahrzeuge Kosten: erschwingliche Anschaffungskosten, keine große finanzielle Kluft zu konventionellen Fahrzeugen keine Unsicherheiten bezüglich der Batterie (Zuverlässigkeit, Verschleiß) Elektrofahrzeuge erfahrbar und normaler machen: z.b. mehr Werbung, mehr Fahrzeuge auf den Straßen 18

Fahrzeugen keine Unsicherheiten bezüglich der Batterie (Zuverlässigkeit, Verschleiß)

19 V2G Anforderungen aus Nutzersicht (1) Fahren muss Priorität haben (Mindestkapazität) Individuelle, flexibel und einfache Steuerung der Vorgaben Finanzieller Ausgleich: der Verlust an Flexibilität muss honoriert werden Ich stelle meinem Energieversorger die Leistung, die Kapazität meines Wagens zur Verfügung. Und das jede Leistung will halt bezahlt werden. Das macht der Energieversorger ja auch. (Zitat aus Gruppendiskussion) 19

werden Ich stelle meinem Energieversorger die Leistung, die Kapazität meines Wagens zur Verfügung.

20 V2G Anforderungen aus Nutzersicht (2) Idealvorstellung: Akku wird durch einen Anbieter (z.b. EVU, OEM, o.ä.) gestellt So ein Rundum-Sorglos-Paket : Ich brauche mich nicht darum kümmern, ob die Batterie jetzt nicht so lange hält wie versprochen. Das, ja, Risiko liegt dann beim Versorger. (Zitat aus Gruppendiskussion) 20

) gestellt So ein Rundum-Sorglos-Paket : Ich brauche mich nicht darum kümmern,

21 V2G Motive der Nutzer Bedürfnis nach Autarkie Idealvorstellung: mit der eigenen PV-Anlage auf der Garage das Fahrzeug aufladen und gespeicherten Strom selbst nutzen wenn, dann würde ich den für mich nutzen, nicht für die Allgemeinheit (Zitat aus Gruppendiskussion) 21

V2G Treiber und Hemmnisse Hemmend: Mangelndes Vertrauen in Staat und Industrie Verstärkend: Verständnis für Notwendigkeit im Rahmen der Energiewende Aber die Idee sozusagen irgendwie Energien anders

22 V2G Treiber und Hemmnisse Hemmend: Mangelndes Vertrauen in Staat und Industrie Verstärkend: Verständnis für Notwendigkeit im Rahmen der Energiewende Aber die Idee sozusagen irgendwie Energien anders nutzbar zu machen, darauf wird es ja auf Dauer irgendwie ankommen. ( ) So, und das muss man einfach geschickt machen und den Leuten das wirklich sehr klar machen, ( ) dass es irgendwie auf Dauer anders werden muss und wir uns eben umgewöhnen müssen. Manchmal geht es nur über Zwang, manchmal geht es dann irgendwie über besonders gute Konditionen, aber über irgend so einen Weg wird es gehen müssen (Zitat aus Gruppendiskussion) 22

23 Fazit: V2G für Netz und Kunde Vehicle2Grid bietet eine sinnvolle Kopplung von erneuerbaren Energien und Elektromobilität. Geschäftsmodelle sind darstellbar, Batteriekosten bleiben entscheidend. Kunde möchte an das Thema ohne Komforteinbußen herangeführt werden. Es lässt sich eine Bereitschaft beobachten, aus Energiewende-motivierten Gründen Einschränkungen anzunehmen. 23

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