Netzintegration Basis der Elektromobilität?

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1 Netzintegration Basis der Elektromobilität? Warum Mobilitätswende und wie integrieren? München 30. April 2015 Prof. Dr.-Ing. Mauch 1

2 Gliederung 1. Warum Mobilitätswende? 2. Energiebedarf von Elektrofahrzeugen 3. Lokale Integration ins Stromnetz 4. PV-Eigenverbrauch 5. CO2 Emissionen 6. Zusammenfassung & Ausblick 2

3 1. Warum Mobilitätswende mit Energiewende? Zentralisierung der Emissionen Dezentralisierung der Effizienz Minimierung des Ressourcenbedarfs 3

4 1. Effizienz der Antriebsarten - Bezogen auf Endenergie: 100% 90% 80% 70% Endenergie 60% 50% 40% 30% 20% 10% 0% Konventionelles Fahrzeug Hybridfahrzeug Verluste Antrieb Elektrofahrzeug Elektrofahrzeuge sind effizienter 4

5 1. Kumulierter Energieaufwand - Ergebnisse Aufwand % manueller Benziner Elektroauto Elektroauto RE KEA [GJ] KEA [GJ] KEA [GJ] Material energet. Aufwendungen Herstellung Fahrbetrieb Instandhaltung % Nutzung Entsorgung Gesamt > KEA von Elektroautos deutlich geringer als von konventionellen Autos! 5

6 2. Energiebedarf von Elektrofahrzeugen Ziel: 1 Mio Elektrofahrzeuge bis 2020 PKW in Deutschland zum PKW-Bestand: % Hybrid: ,24 % Elektrofahrzeuge: ,04 % KBA-Pressemitteilung Nr. 08/ Fahrzeugzulassungen im März Elektrofahrzeuge wurden neu zugelassen ein Plus von +55,3 Prozent Bestand Elektrofahrzeuge in Deutschland zum 1.Januar des jeweiligen Jahres Jahr Neuzulassungen pro Monat 6 Quelle: KBA

7 2. Netzintegration: Energiebedarf Energiebedarf der Elektrofahrzeugflotte Quelle: Flottenmodellierung im Rahmen von MOS 2030 Merit-Order der Energiespeicher 2030 Jahr Fahrzeugbestand EV + PHEV (Mittleres Szenario) [Mio. Fzg.] Jahresstrombedarf EV [GWh] Jahresstrombedarf Deutschland [GWh] Anteil [%] 0,08 0,65 3, ,016% 0,14% 0,66% Energetisch betrachtet ist die Integration von Elektrofahrzeugen einfach 7

8 3. Warum Netzintegration? Veränderungen im Stromsektor Ausbau von dezentralen Erzeugungsanlagen Wachstum im Bereich Elektromobilität Stationäre Stromspeicher in Privathäusern Verbraucher Prosumer 8 Die Netzintegration von PV-Systemen, Elektrofahrzeugen und stationären Stromspeicher werden einen maßgeblichen Einfluss auf die Niederspannungs-Ebene ausüben

9 3. Wie könnte eine Zukunft mit mehr Solarenergie aussehen? Globalstrahlung (inkl. Verschattung) Historischer Ausbau der PV Stromnetze Dachflächen auf Gebäuden (inkl. Orientierung) Flächennutzungsplan 9

10 3. Netzintegration, wann können Elektrofahrzeuge laden? Wahrscheinlichkeit, dass ein Fahrzeug eines Pendlers Zuhause oder in der Arbeit ist. dass ein Fahrzeug eines Pendlers Zuhause ist. Sehr geringe Korrelation zwischen Standzeit und benötigter Ladeenergie Vorhersagbarkeit der Standzeiten hängt von der Nutzergruppe ab 10

11 3. Netzintegration, lokale Lastsituation (Wohngebiet) Elektrofahrzeuge mit hoher Ladeleistung erhöhen die tagtägliche Lastspitze im Netzgebiet stärker als Elektrofahrzeuge mit geringer Ladeleistung Bei geringer Ladeleistung ist die elektromobile Grundlast höher als bei hoher Ladeleistung Typtag: Jahresdauerlinie: +52 % durch hohe Ladeleistung 11 (Szenario: ohne HSS, BEVs ohne Ladesteuerung)

12 12 3. Netzintegration, lokale Lastsituation (Wohngebiet)

13 3. Optimierte Nutzung - Ladung mit Energiemanager Planung von Speichereinsatz und Ladezeitpunkten Ankunft des Fahrzeugs Optimaler Beginn des Ladevorgang 13

14 4. Netzintegration, PV-Eigenverbrauch Eigenverbrauch: Brutto: 45 % Netto: 42 % Eigenverbrauch: 24 % PV-Anteil im Elektroauto: 18 % PV-Anteil im Elektroauto: 41 % 14

15 15 5. Last eines Haushaltes mit einem Elektrofahrzeug nach Erzeugungsart

16 6. Zusammenfassung Die drei Hauptmotivationen: Zentralisierung der Emissionen Dezentralisierung der Effizienz Minimierung des Resourcenbedarfs Energieverbrauch von Elektrofahrzeugen im nationalen Kontext überschaubar < 1 % (bei 3,3 Mio. EFZ) in Wohngebieten von Relevanz ~ 11 % (bei 7,5 % EFZ Durchdringung im PKW Bestand) Gesteuertes Laden von Elektrofahrzeugen bietet viele Vorteile: PV-Eigenverbrauch erhöhen Laden zu Zeiten niedriger CO 2 Emissionen Reduktion der Gleichzeitigkeit Netzbelastung reduzieren 16

17 7. Ausblick Projekt eplanb Entwicklung eines Lademangementsystems für P+R Parkplätze 17

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Ansprechpartner: Prof. Dr.-Ing. Mauch +49 (89) Forschungsstelle für Energiewirtschaft e.v. Am Blütenanger München 18