Intelligentes Last- und Lademanagement von Elektrofahrzeugen im liberalisierten Energiemarkt

Transkript

1 Intelligentes Last- und Lademanagement von Elektrofahrzeugen im liberalisierten Energiemarkt Bisherige Erfahrungen im Feldversuch smobility Power Management Altenburg, 8. April 015 envia Mitteldeutsche Energie AG Chemnitztalstraße Chemnitz

2 Agenda 1 3 Überblick Forschungsprojekt smobility und Feldtest Bisherige Erfahrungen aus Feldtest (1.Phase ungesteuertes Laden) Ausblick Feldtest smobility Power Management (.Phase gesteuertes Laden)

3 Projektidee Smart Mobility Thüringen (smobility) Offene System- und Serviceplattform Smart-Grid- Cloud Smart-Car- Cloud Smart-Traffic- Cloud Netzbetreiber / Energielieferant Fahrzeug (Reichweite) Verkehrsinfrastruktur Bildquellen: enviam, RWE und OEMs

4 Zielstellung im Themenfeld Intelligentes Last- und Lademanagement Smart-Grid-Cloud Analyse, Systemkonzeption Intelligentes Last- und Lademanagement Aufbau, Betrieb Prototyp, Feldversuch Einspeisung Kraftwerke/höhere Netzebene Einspeisung aus Windenergie Einspeisung aus Photovoltaik Meteorologische Daten Energieverbrauch Kundengruppen Ladeinfrastruktur Elektromobilität Bildquellen: enviam, RWE und OEMs Seite 4

5 Im Feldtest werden zwei unterschiedliche Themen untersucht Phase 1: Ungesteuertes Laden Feldtestdauer: 0/014 bis 03/015 Fahrzeuganzahl: bis zu 5 E-Fahrzeuge Untersuchung des Ladeverhaltens von zwölf handelsüblichen Elektrofahrzeugtypen Analyse des Ladeverhaltens von gewerblichen Nutzern Ableitung erster Standardladeprofile Untersuchung der Rückwirkungen von Elektrofahrzeugtypen auf Energienetz Ermittlung von E-Fahrzeug-Foot-Print für reales Referenzortsnetz in Abhängigkeit der fahrzeugseitigen Ladetechnologie Phase : Gesteuertes Laden Feldtestdauer: 04/015 bis 09/015 Fahrzeuganzahl: bis zu 7 E-Fahrzeuge Weiterführende Untersuchungen des Ladeverhaltens von fünfzehn handelsüblichen Elektrofahrzeugtypen Weiterführende Analysen zum Ladeverhalten von privaten und gewerblichen Nutzern Technologieerprobung für Gesteuertes Laden in realitätsnahen Fahrzeugverteilungsszenarien Maximierung der Anzahl von Elektrofahrzeug in einem realen Referenzortsnetz in Abhängigkeit der fahrzeugseitigen Ladetechnologie Seite 5

6 Agenda 1 3 Überblick Forschungsprojekt smobility und Feldtest Bisherige Erfahrungen aus Feldtest (1.Phase ungesteuertes Laden) Ausblick Feldtest smobility Power Management (.Phase gesteuertes Laden) Seite 6

7 Modellhafte Darstellung der fahrzeugseitig verwendeten Ladetechnologien am Beispiel einer 3-spurigen Autobahn 1-phasig / 3,7 kw 3-phasig / 11 kw 1 3 Besonderheiten : Kein Wechsel der Fahrspur durch Fahrzeug 1 Zeitgleiches Befahren von einer Spur (Gleichzeitigkeit) t Besonderheiten : Alle drei Spuren in Nutzung Restkapazitäten pro Spur verbleiben 1-phasig / 7,4 kw 3-phasig / kw Besonderheiten : Kein Wechsel der Fahrspur durch Fahrzeug Vollständig Auslastung t Besonderheiten : Alle drei Spuren in Nutzung Kapazitäten maximal ausgelastet Seite 7

8 Bisher gesicherte Erkenntnisse zur Nutzung von E-Fahrzeugen Ladeverhalten Ladedauer Tägliches Laden nach Kauf von Neuwagen Nach Eingewöhnung (ca. 8 Wochen) Laden aller -3 Tage Ca. 30 % Restkapazität vor Beginn des nächsten Ladenvorgangs ( ) Ladedauer: 5 h bei 3,7 kw (1-phasig) 45 min bei kw (3-phasig) Ort des Ladevorgangs Mobilitätsverhalten: 45 km/tag*** 10 % Öffentlich 90 % Stellplatz* Mo. Di. Mi. Do. Fr. Großstädte Umland Land 41,8 43, 34,0 45,4 51,5 41,6 4,4 44, 45, 54,1 46,6 4,6 46,7 47,3 53,8 Bildquellen: enviam, RWE und OEMs * Gewöhnlicher nächtlicher Stellplatz ** Batteriekapazität pro E-Fahrzeug ( enviam ): 0 kwh C-E Seite 8 *** Aussagen von Mobilitätsstudie 008 grundlegend bestätigt

9 Weitere ausgewählte praktische Erfahrungen der Elektromobilität Bildquellen: enviam, RWE und OEMs * Quelle: BKA 1/014, 8.5 Neuzulassungen (014) Gesamtbestand : E-Fahrzeuge; Hybrid-Fahrzeuge (Stand: ) Seite 9

10 Ökonomische Effekte eines Fahrstromtarifs auf Basis 14a EnWG (unterbrechbare Verbrauchseinrichtung) Abschlussbericht: Wirtschaftlichkeit von Wirtschaftliche Wirkung des Fahrstromtarifs enviam emobil Strom (Stand 0/015) * Produkt (in ct/kwh) Arbeitspreis enviam 19,99 Anbieter 1 5,95 Anbieter 6,5 Privilegierung durch als unterbrechbare Verbrauchseinrichtung nach 14aEnWG Netzdienliches Fahrstromprodukt ca. 30 % günstiger als bester Mitbewerber Beispiel: Amortisationspunkt für Renault Zoe bereits bei monatl./jährli. Fahrleistung von 468 km/5615km Abschlussbericht: Wirtschaftlichkeit von Elektromobilität in gewerblichen Anwendungen* Die wichtigsten Einflussgrößen auf die Wirtschaftlichkeit von E-Fzg. sind: Energiepreise, Batteriepreise und Restwertentwicklung von Elektrofahrzeugen. Geht man von einem um 6 ct/kwh red. Strompreis aus, erreicht man ein Potenzial von ca E- Fzg. (ggü E-Fzg.). Unter Annahme eines um 1 ct/kwh red. Stromtarifs könnten bis zum Jahr 00 etwa Fzg. wirtschaftlich durch E-Fzg. ersetzt werden * Quelle: Öko-Insitut e.v., Deutsches Dialog enviam Institut C-E und VDE (Stand: ) Seite 10

11 Agenda 1 3 Feldtest smobility Power Management (1.Phase ungesteuertes Laden) Bisherige Erfahrungen aus Feldtest (1. Phase) Ausblick Feldtest smobility Power Management (.Phase gesteuertes Laden) Seite 11

12 Leistungssteuerung Preissteuerung Leistungssteuerung Marktrollen und Steuerungselemente bei der Automatisierung des Gesteuerten Ladens Netzzustand / Ampelphase Marktrollen / Verantwortlichkeiten Steuerungselemente / Priorität Verteilnetzbetreiber (verantwortlich für Versorgungssicherheit; Steuerung bei Gefahr in Verzug / Störungen) ONLAP I (Operatives NetzLadeProfil Intraday; Wirkungsdauer: max. 3 Std. untertägig) + Verteilnetzbetreiber (Vorgaben für Systemstabilität) Energielieferant (Wettbewerb im Rahmen Vorgaben zur Systemstabilität) ONLAP D (Operatives NetzLadeProfil Day-ahead; Wirkungsdauer: max. 4 Std. des Folgetages) Fahrstromtarif (Tarifstufen des Stromliefervertrag; Wirkungsdauer: mindestens 6 Wochen) Energielieferant (Preiswettbewerb ohne Vorgaben zur Systemstabilität) OLAP D (Operatives LadeProfil Day-ahead; Wirkungsdauer: max. 4 Std. des Folgetages) Lieferant/Großhändler (Verantwortlich für Regelenergieangebot ggü. Übertragungsnetzbetreiber) OLAP I (Operatives LadeProfil Intraday; Wirkungsdauer: max. 3 Std. untertägig) + Seite 1

13 Technologie zum Gesteuerten Laden Seite 13

14 Seite 14 Berechnungslogik S-BOX :33 17:45 18:00 18:15 18:30 18:45 19:00 19:15 19:30 19:45 0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 1:45 :00 :15 :30 :45 3:00 3:15 3:30 3:45 0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 1:45 :00 :15 :30 :45 3:00 3:15 3:30 3:45 4:00 4:15 4:30 4:45 5:00 5:15 5:30 5:45 6:00 6:15 6:30 6:40 Sofortladen [kwh je Intervall] :33 17:45 18:00 18:15 18:30 18:45 19:00 19:15 19:30 19:45 0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 1:45 :00 :15 :30 :45 3:00 3:15 3:30 3:45 0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 1:45 :00 :15 :30 :45 3:00 3:15 3:30 3:45 4:00 4:15 4:30 4:45 5:00 5:15 5:30 5:45 6:00 6:15 6:30 6:40 Kostenoptimiert [kwh je Intervall] :33 17:45 18:00 18:15 18:30 18:45 19:00 19:15 19:30 19:45 0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 1:45 :00 :15 :30 :45 3:00 3:15 3:30 3:45 0:00 0:15 0:30 0:45 1:00 1:15 1:30 1:45 :00 :15 :30 :45 3:00 3:15 3:30 3:45 4:00 4:15 4:30 4:45 5:00 5:15 5:30 5:45 6:00 6:15 6:30 6:40 Batterieschonend Kostenoptimiert [kwh je Intervall]

15 Ladestation und S-BOX Seite 15

16 Ansprechpartner: Jens Ehrhardt Tel: 0371/48-10 Oliver Kalis Tel: 0371/ envia Mitteldeutsche Energie AG Chemnitztalstraße Chemnitz enviam C-E Seite 16