Netzintegration von Elektromobilität Der Verteilernetzbetreiber als Partner der Verkehrswende

Transkript

1 Der Verteilernetzbetreiber als Partner der Verkehrswende DI Josef Stadler (Wels Strom GmbH) Vorsitzender EP

2 Einleitung Elektrifizierung im Verkehr nimmt Fahrt auf Politischer Wille (national wie international) ist vorhanden Zusätzliche und neue Technologie Wichtige infrastrukturelle Grundvoraussetzungen müssen geschaffen / eingehalten werden Planungsgrundsätze sind zu überdenken OE: Gründung Expertenpool Schwerpunkt Netzintegration Fokus auf technische Realisierungen / Möglichkeiten ohne Smart Grid Seite 2

3 Politischer Wille in Österreich Förderungen in Österreich Bund Keine NoVA Keine motorbezogene Versicherungssteuer / Kraftfahrzeugsteuer 4000 für reines Elektroauto / Brennstoffzelle 1500 für Plug-in-Hybride mit elektr. Reichweite >40 km Firmen: Vorsteuerabzugsfähig Kein Sachbezug Zusätzliche Landesförderungen Seite 3 Berücksichtigung der E-Mobilität in den Bauordnungen Quelle:

4 Zulassungszahlen ,00% 1,80% 1,60% 1,40% 1,20% 1,00% 0,80% 0,60% 0,40% 0,20% 0,00% Seite 4 Quelle: Statistik Austria, Kraftfahrzeuge - Neuzulassungen Elektro Plug-In Hybrid

5 Zulassungszahlen ,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 20,00% 10,00% 0,00% Seite 5 Elektro + Plug-In Hybrid Benzin Diesel Quelle: Statistik Austria, Kraftfahrzeuge - Neuzulassungen

6 Bestand von BEV / PHEV Elektro (BEV) Plug In Hybrid (PHEV) Seite /2017 Quelle: Statistik Austria, KFZ-Bestand

7 Marktanteil BEV Hochrechnung 25% 20% 15% Metastudie - Hamburg Deutlicher Investitionsbedarf im Netz 13,8% 15,7% 17,5% 19,7% 11,9% 10% 8,8% 6,6% Seite 7 5% 3,8% 2,8% 0,3% 0,4% 0,8% 1,5% 2,0% 5,1% 1,1% 0% Quelle: Vorarlberg Netz GmbH

8 Ladeleistungen 200,00 180,00 160,00 140,00 DC- Ladung SOC in kwh 120,00 100,00 80,00 60,00 AC- Ladung 40,00 20,00 Seite 8 0, Ladezeit in h 3,7 kw 11 kw 22 kw 43 kw 150 kw 350 kw Bei angenommener konstanter Ladeleistung bis ca. 80 % Ladezustand gültig

9 D-A-CH Workshop: E-Mobilität - Autobauer und Netzbetreiber im Schulterschluss in Bregenz / VKW Mobilitätszentrale Zusammentreffen der Autohersteller mit den VNB im D-A-CH Raum 11 kw Ladung etabliert sich zur Standard-Ladeleistung der Autohersteller DC Ladung bleibt größeren Ladeleistungen vorbehalten Verständnis für netzdienliches Laden ist vorhanden Teilweise falsche Vorstellung der Möglichkeiten (auf beiden Seiten!) Kenntnis des aktuellen Netzzustandes wird überschätzt Leistungsreduktion von BEV beim Laden Schlechter Wirkungsgrad beim Laden Seite 9

10 Anforderungen an Ladeinfrastruktur aus Sicht der VNB Seite 10 Lokale Systemdienstleistungen am Netzanschlusspunkt (funktionieren ohne Kommunikation zum VNB autonom): Blindleistungsbereitstellung Im Bereich cos φ = 0,9 symmetrisch ind/kap Verschiedene Regelkennlinien (z.b. Q(U)) Spannungsabhängige Wirkleistungsreduktion P(U) Lokale Rückfallebene Frequenzstützende Regelung des Ladevorgangs p=p(f) (Stabilität Übertragungsnetz)) Low Voltage Ride Through Kein Ausfall der Ladung bei Kurzschlüssen im Netz (Stabilität Übertragungsnetz) Keine unkontrollierte Massenzuschaltung nach Störung im Netz Cold Load Pick Up Wichtig als Rückfallebene

11 Anforderungen an Ladeinfrastruktur Zentrale Steuerung Technische Voraussetzung: Bidirektionale Kommunikation zwischen Netzbetreiber und Ladeeinrichtung Smart Grid P Wirkleistungsmanagement durch VNB zentral Q Blindleistungsmanagement durch VNB zentral Vollständiges Live-Abbild des NSP-Netzes notwendig um Funktion sinnvoll einsetzen zu können Seite 11

12 Beispielhaftes vorstädtisches NSP Netz 250 kva Transformator 189 Wohneinheiten S max = 190 kva ~1 kva / Wohneinheit Seite 12 S in kva 200,00 180,00 160,00 140,00 120,00 100,00 80,00 60,00 40,00 20,00 0,00

13 Vergleich unterschiedlicher Ladungen 25 Lastprofil ohne/mit Elektroauto 20 P in kw Seite 13 Ohne E-Mobil 3 kw Ladeleistung 11 kw Ladeleistung 22 kw Ladeleistung Quelle: Vorarlberg Netz GmbH

14 Auswirkungen bei steigender Durchdringung Wenn nichts unternommen wird: Spannungsbandverletzungen Verletzung von EN Überlastung der Betriebsmittel, Auslösung der Abzweigsicherung Versorgungsunterbrechung des Siedlungstranges Stärkere Auslastung der Betriebsmittel / Vorzeitige Alterung Wichtig: Meldepflicht (TOR D1 bzw. TAEV) für Ladesäulen Autohäuser einbeziehen Umgang mit ICCB Ladung? Seite 14 Bildquelle: DiniTech GmbH

15 Beispiel aus der Netzplanung Größere Wohnanlage: 30 x 11 kw = 330 kw?? Schnellladesäule: 150 kw Zukünftig 350 kw Parkhäuser: 500 x 11 kw Seite 15

16 Gleichzeitigkeitsfaktor für Ladevorgänge 1,00 0,90 0,80 0% HT/NT Tarif, 50% 11-kW & 50% 22-kW-Ladung 50% HT/NT Tarif, 50% 11-kW & 50% 22-kW-Ladung 0% HT/NT Tarif, Ladung bis 5 Uhr 0,70 Gleichzeitigkeitsfaktor 0,60 0,50 0,40 0,30 0,20 0,10 Seite 16 0, Elektrofahrzeuge (-) Quelle: Vorarlberg Netz GmbH L. Schober, FH Vorarlberg

17 Strukturelle Unterschiede in der Ladeinfrastruktur Heimladung Einfamilienhaus Mehrparteienhaus Halböffentliches Laden Destination Charging Laden beim Arbeitgeber Öffentliches Laden Schnellladen Street Light Charging Seite 17

18 Heimladung Einfamilienhäuser Lokales Lastmanagement innerhalb einer Kundenanlage Smart Home, Einbindung PV + Speicher Prosumer Anreize für netzdienliches Laden schaffen Ladeleistung 3,7 kw - 11 kw Nächste Stufe: Lastmanagement durch VNB gesteuert Seite 18 Mehrparteienhäuser / Wohnanlagen Lastmanagement notwendig Mögliche Ladeleistung (bis zu) 11 kw Aktuell große Herausforderungen

19 Halböffentlicher Raum Teil der mobilen Zukunft für all jene ohne eigener Ladesäule Destination Charging Laden bei Einkaufszentren Kinos Wichtig wird standardisiertes, einfaches Bezahlsystem Ladeleistung: 11 kw - 22 kw mit Lademanagement Seite 19 Laden beim Arbeitgeber Lange Park / Ladedauer Geringere Ladeleistung (3,7 kw 11 kw)

20 Öffentlicher Raum Schnellladesäulen Notwendig für Zurücklegung weiter Strecken Beim Netzanschluss keine Abminderung zulässig Ladeleistung aktuell bis zu 350 kw Laden auf der Straße street light charging Grundvoraussetzung: Laden == Parken Geringe Ladeleistung Hohe Anzahl an Ladepunkten Seite 20 Bildquelle: ABB, ubitricity

21 Fazit stellt für die Netzbetreiber eine Herausforderung dar Der Netzbetreiber benötigt ein nachhaltiges Umfeld, damit er der zum Erfolg verhelfen kann: Netzfreundliche Ladung als Teil der Regelwerke Neue Tarifmodelle zur Förderung von netzfreundlichem Laden Die Netzbetreiber stehen dieser neuen Aufgabe für das Netz jedoch positiv gegenüber und werden ihren Beitrag zur Verkehrswende leisten Seite 21

22 Danke für Ihre Aufmerksamkeit! DI Josef Stadler Wels Strom GmbH Stelzhamerstraße Wels