Erneuerbare Energien und Elektromobilität in smarten Produktionsstätten von Morgen

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1 Erneuerbare Energien und Elektromobilität in smarten Produktionsstätten von Morgen Fachkongress Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Dortmund, 3. April 2014 Dr. Jan Fritz Rettberg / Dipl.-Ing. Jonas Maasmann Gefördert durch:

2 NRW Kompetenzzentrum Elektromobilität, Infrastruktur & Netze am Standort TU Dortmund Technologie- und Innovationsplattform für Ladestationen Ladesysteme Abrechnungssysteme Funk- und Kommunikationseinrichtungen One-Stop-Shop für alle systemtechnischen Fragestellungen im Zusammenhang mit Energiewende und Elektromobilität Energieversorgungsnetz Leistungselektronik Kommunikation EMV Umwelteinflüsse Gefördert durch: Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

3 NRW Kompetenzzentrum Elektromobilität, Infrastruktur & Netze am Standort TU Dortmund TU Dortmund ie³ - Institut für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiewirtschaft Lehrstuhl für Regelungssystemtechnik Lehrstuhl für Elektrische Antriebe und Mechatronik Lehrstuhl für Kommunikationsnetze Arbeitsgebiet Bordsysteme Arbeitsgebiet Maschinenelemente Lehrstuhl für Marketing Lehrstuhl für Unternehmensrechnung und Controlling Industriepartner AKUVIB Engineering und Testing GmbH ef.ruhr GmbH EMC Test NRW GmbH LTi DRiVES GmbH RWE AG Technologiezentrum Dortmund TÜV Informationstechnik GmbH EnergieForschungRuhr ef Ruhr DuisburgEssenBochumDortmund Gefördert durch: Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

4 NRW Kompetenzzentrum Elektromobilität, Infrastruktur & Netze am Standort TU Dortmund Gefördert durch: Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

5 Leuchtturmprojekt Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

6 Aufgaben und Ziele des Projekts metropol-e Nachhaltige Integration von innovativen Elektromobilitäts-Anwendungen innerhalb der Metropolregion Ruhr Mobilitätskonzept mit IKT-seitiger Unterstützung Entwicklung neuartiger Flottennutzungslösung Teilweise Substitution des konventionellen Fuhrparks durch einen elektrischen Städtische CO 2 -Reduktion Intelligente Ladeinfrastruktur und Ladekonzepte Schnell-Ladetechnik Integration von lokalen erneuerbaren Energien Stationäre Speicher lokale SIMONE Ergebnis Selbsttragendes Konzept beruhend auf Geschäftsmodellen Übertragbar auf andere kommunale und privatwirtschaftliche Flotten (Road-Map) Koordination: Partner: Projektvolumen: Laufzeit: RWE Effizienz GmbH Stadt Dortmund, Ewald Consulting, PTV AG, TU Berlin, TU Dortmund ca. 7,5 Mio. (0,6 Mio. TU Dortmund) , gefördert durch BMVBS Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

7 Aufgaben und Ziele des Projekts metropol-e Geschäftskonzept zur Ladung der städtischen E-Flotte aus lokalen Erneuerbaren Energien Lösungsansatz Untersuchung energierechtlicher und technischer Anforderungen zur optimierten Integration lokaler erneuerbarer Energien Lastverschiebungspotentiale im Hinblick auf betriebliche Wirtschaftlichkeit und CO 2 -Bilanz Entwicklung von steuerungsbasierten Ladekonzepten und Integration unterschiedlicher Ladetechnologien Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

8 Aufgaben und Ziele bei der Flottenelektrifizierung Klassifizierung des Fahrzeugpools Erstellung eines Energiebedarfs bzw. Lastprofils der E-Flotte unter Berücksichtigung der Nutzeranforderungen Planung Fahrzeugpool Management Fahrzeugpool Einspeiseprofile bestehender und zukünftiger selbst erzeugter EE Lademanagementstrategien Aufbau von Ladeinfrastruktur Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

9 Standardisiertes Verfahren Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

10 Substitution der konventionellen Flotte Umweltfreundlichkeit Wirtschaftlichkeit Berücksichtigung der PV- Anlagen auf den Dächern der Gebäude des Flottenbetreibers Aufbau neuer Infrastruktur Aufbau von stationären Speichern zur Steigerung des EE-Anteils Ladekonzepte zur Steigerung des EE- Anteils Auswahl von Fahrzeugen mit hohen jährlichen Laufleistungen Ladekonzepte zur Senkung der Gesamtkosten Untersuchung des energiewirtschaftlichenund regulatorischen Rahmens Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

11 Flottenanalyse Vergleichsszenarien Szenario I Szenario II Szenario III Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

12 Intelligente Ladeinfrastruktur und Ladekonzepte Intelligente Ladeinfrastruktur Ladestationen mit der Möglichkeit die Ladeleistung zu variieren Ladesysteme bestehend aus Ladestation, EE-Anlage und Speicher Intelligente Ladekonzepte Konzepte bei denen das Lastverschiebungspotential bei der Ladung genutzt wird, um die Bewirtschaftung der Flotte entweder umweltverträglicher oder wirtschaftlicher durchzuführen Umsetzungsmöglichkeiten: Abhängig von der Güte der Prognose- und Reservierungsdaten Regelungsbasiert Steuerungsbasiert Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

13 Einfluss der Zusatzlast der Elektrofahrzeuge auf das Lastprofil von Gebäuden Strombezugskosten Verhalten der Fahrzeugnutzer Sekundäranalyse Kategorisierung und Auswahl der Fahrzeuge Ermittlung der zusätzlichen Last Einordnung des Kunden in SLP- und RLM-Kunde Unterschiede in der Kostenstruktur Unterschiede in der Höhe der Kosten möglich Mögliche Kostenänderung: abweichende Netzentgelte, abweichende Messkosten Erhöhung des Lastpeaks hat Einfluss auf Netzentgelte eine Erhöhung der Anschlussleistung kann zu einem Baukostenzuschuss führen Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

14 Einbindung in Smart Factories Smart Factory Infrastructures Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

15 Umsetzung der Smart Factory mit einem DC Micro Grid EV- Flotte E-Fahrzeug (bidirektional) Ladepunkt (induktiv) E-Fahrzeug (bidirektional) Ladepunkt (auto. konduktiv) DC Second- Stationärer Life Speicher DC DC EE Einspeiser DC DC Sonstige DC Lasten DC DC DC Micro Grid DC Ladepunkt (konduktiv) E-Fahrzeug Energiemanagement Netz mit EE Anteil Kommunikation Lastfluss G DC AC BHKW DC Leitung AC Leitung Steuerung AC Grid Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

16 00:00 02:15 04:30 06:45 09:00 11:15 13:30 15:45 18:00 20:15 22:30 Leistung/kWh Smart Factory Potentiale Energiebezug Last + = Investitionsoptimierung Produkionsoptimierung Mobilitätsoptimierung Optimaler Energiebezug Unterstützung bei Standortentscheidungen Last/kWh Lastgang, Erzeugung, Einspeisung 6 78 PV Last Speicher -10 Uhrzeit Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

17 Ausblick Regionaler Regler Stellgröße Netzregler Regelbare ONS RePEG Regional Power for Economic Growth Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann

18 Herzlichen Dank für die Aufmerksamkeit! Kontakt Dr. Jan Fritz Rettberg Kompetenzzentrum für Elektromobilität, Infrastruktur und Netze Technische Universität Dortmund ie³ - Institut für Energiesysteme, Energieeffizienz und Energiewirtschaft Fon: Mobil: Fax: Fritz.Rettberg@tu-dortmund.de Elektromobilität im Wirtschaftsverkehr Rettberg/Maasmann