Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für Elektrofahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa
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- Volker Busch
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1 W I S S E N T E C H N I K L E I D E N S C H A F T Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für Elektrofahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa Andreas Schüppel 12. Symposium Energieinnovation Graz, am 16. Februar
2 2/20 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa Inhalt Einführung und Aufgabenstellung Definition der verwendeten Szenarien Darstellung der Ergebnisse Zusammenfassung
3 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa 3/20 Einführung und Motivation THG-Emissionen am Transportsektor steigen In Österreich + 60 % im Zeitraum von (UBA) Ansatz: Elektromobilität im Individualverkehr Verbrennung fossiler Energieträger substituieren: Erneuerbare Energien Effiziente thermische Anlagen CO 2 -Emissionen am Verkehrssektor sinken Aber: Emissionen am Energiesektor könnten steigen! Was kann diese Substitution erreichen?
4 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa 4/20 Aufgabenstellung Reaktion auf die zusätzliche Stromnachfrage? Veränderung der Erzeugungsstruktur Veränderungen der CO 2 -Emissionen am Energiesektor? Auswirkungen energiepolitischer Rahmenbedingungen Auswirkungen auf Strompreis und Wirtschaftlichkeit? Veränderung der Endkundenpreise durch die E-Mobilität Was bedeutet E-Mobility für die Elektrizitätswirtschaft? Werkzeug: Simulationsmodell ATLANTIS
5 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa 5/20 Definition der Szenarien - Überblick Zwei unterschiedliche Ladestrategien Energiepolitischer Rahmen Szenario "Konventionell" Szenario "Erneuerbar" Abschätzung: 100 % erneuerbare Energie für die Elektromobilität Entwicklung der Elektromobilität Referenz: keine flächendeckende Einführung Ambitioniert: 44,5 Mio. Fahrzeuge in Kontinentaleuropa Maximal: 89 Mio. Fahrzeuge in Kontinentaleuropa
6 6/20 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa Entwicklung der Anzahl an E-Fahrzeugen Abbildung: Angenommene Entwicklung der E-Fahrzeuganzahl, Variante maximal mit 89 Millionen Fahrzeugen bis 2030
7 Last in MW 7/20 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa Ungesteuerte Ladung Akkuladestrom Verbrauch im öffentlichen Netz Stunde Abbildung: Lastgang der dritten Jännerwoche 2030 für Österreich, maximale Fahrzeuganzahl, ungesteuerte Ladung
8 Last in MW 8/20 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa Gesteuerte Ladung Akkuladestrom Verbrauch im öffentlichen Netz Stunde Abbildung: Lastgang der dritten Jännerwoche 2030 für Österreich, maximale Fahrzeuganzahl, gesteuerte Ladung
9 Installierte Leistung in GW Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa 9/20 Szenario "Konventionell": Kraftwerkspark Entwicklung der Erzeugungskapazitäten in ENTSO-E CE Sonnenenergie Biomasse Wind Offshore Wind Onshore (Pump)Speicher Laufwasserkraft sonstige Erdgas Öl Braunkohle Steinkohle Nuklear 0 Abbildung: Angenommene Entwicklung des Kraftwerksparks in Kontinentaleuropa bis 2030, Szenario "Konventionell"
10 Installierte Leistung in GW 10/20 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa Szenario "Konventionell": Kraftwerkspark Entwicklung der Erzeugungskapazitäten in ENTSO-E CE +103 GW ungesteuert + 25 GW gesteuert Sonnenenergie Biomasse Wind Offshore Wind Onshore (Pump)Speicher Laufwasserkraft 600 sonstige Erdgas (Zubau für E-Mobilität) Erdgas (ohne E-Mobilität) Öl Braunkohle Steinkohle Nuklear Abbildung: Simulationsergebnis der Entwicklung des Kraftwerksparks in Kontinentaleuropa bis 2030, Szenario "Konventionell, ungesteuerte Ladung
11 CO 2 -Emissionen in Mio. t Stromverbrauch in TWh 11/20 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa Szenario "Konventionell": CO 2 -Emissionen ohne E-Mobilität Fall "Maximal", ungesteuerte Ladung Fall "Maximal", gesteuerte Ladung Fall "ambitioniert", ungesteuerte Ladung
12 Realer Eigenwirtschaftlichkeitspreis in 2006 /MWh Differenz EW-Preis in 2006 /MWh 12/20 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa Szenario "Konventionell": E-Wirtschaft AT 100 ohne E-Mobilität 90 Fall "Maximal", ungesteuerte Ladung Fall "Maximal", gesteuerte Ladung Fall "ambitioniert", ungesteuerte Ladung
13 Realer Eigenwirtschaftilichektispreis in 2006 /MWh Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa 13/20 Vergleich: Wirtschaft in Frankreich Fall maximal, ungesteuerte Ladung Fall maximal, gesteuerte Ladung 80 Fall ohne E-Mobilität Andere Erzeugungsstruktur: viele billige Grundlastkraftwerke wenig teure Spitzenlastkraftwerke verhältnismäßig wenig Speicher 0 Jahr
14 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa 14/20 Worst Case vs. Best Case Preis /MWh Reguläre Nachfrage + E-Mobility Wind Wasser PV Nuklear KWK Kohle GuD Öl Gas Menge MWh Ohne Eingriff: zusätzliche Nachfrage führt zu Abruf thermischer Kapazitäten
15 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa 15/20 Theoretischer Ansatz: 100 % RES Energiedeckung aus 100 % erneuerbaren Energien Ohne Betrachtung der Leistungsdeckung und Netzrestriktionen Verstärkt ausgebaut wird Wind und Photovoltaik Notwendige Potentiale müssen vorhanden sein! Bindung der RES an Ladestromverbrauch notwendig Erfordert zusätzlich hohe Investitionen in Speicher Damit die gesamte Energie genutzt werden kann Ausgleich der Volatilität der erneuerbaren Energien
16 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa 16/20 Abschätzung zusätzlicher Kapazitäten Szenario Photovoltaik (GW) Wind onshore (GW) Wind offshore (GW) konventionell ambitioniert konventionell maximal erneuerbar ambitioniert erneuerbar maximal Notwendige Kapazitäten zusätzlich zu dem im Szenario berücksichtigten Ausbau!
17 Auswirkungen unterschiedlicher Ladestrategien für E-Fahrzeuge auf das Elektrizitätssystem in Kontinentaleuropa 17/20 Zusammenfassung Zusätzliche gesicherte Kapazitäten in Kontinentaleuropa Maximal 103 GW, reduziert sich durch gesteuerte Ladung Keine zusätzlichen Kapazitäten in Österreich! Entwicklung der CO 2 -Emissionen Keine Steigerung über das Niveau von bis 2030 Ungesteuerte Ladung führt zu geringeren Emissionen als gesteuerte Auswirkungen auf die Elektrizitätswirtschaft Länder mit vielen Pumpspeichern können profitieren International gesehen überwiegen Vorteile der gesteuerten Ladung Kein starker Anstieg der Endkundenpreise durch E-Mobility
18 W I S S E N T E C H N I K L E I D E N S C H A F T Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! 12. Symposium Energieinnovation Graz, am 16. Februar 2012 Andreas Schüppel Institut für Elektrizitätswirtschaft und Energieinnovation Technische Universität Graz Inffeldgasse 18 / 2.OG andreas.schueppel@tugraz.at
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