PLATZHALTER BILD. Dezentrale Netzintegration von Elektrofahrzeugen. Dr. Gunnar Bärwaldt Goslar, Niedersächsische Energietage 2016

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1 PLATZHALTER BILD BILD Dezentrale Netzintegration von Elektrofahrzeugen Dr. Gunnar Bärwaldt Goslar, Niedersächsische Energietage 2016

2 Dezentrale Netzintegration von Elektrofahrzeugen Agenda 1 Trends aus der Energiewirtschaft 2 Beispiele für die Integration von Elektrofahrzeugen Optionen zur Nutzung freien Potentials der Elektrofahrzeuge 4 Fazit Seite Dr. G. Bärwaldt

3 Dezentrale Netzintegration von Elektrofahrzeugen Agenda 1 Trends aus der Energiewirtschaft 2 Beispiele für die Integration von Elektrofahrzeugen Optionen zur Nutzung freien Potentials der Elektrofahrzeuge 4 Fazit Seite Dr. G. Bärwaldt

4 Trends aus der Energiewirtschaft Was bedeutet die Energiewende für die Elektromobilität? 1 Konventionelle Marktsituation Zukünftige Marktsituation Zentrale / konventionelle Stromerzeugung Dezentrale / erneuerbare Stromerzeugung Stromerzeugung / -speicherung getrennt (uni-direktional) Stromerzeugung / -speicherung kombiniert (bi-direktional) Nachfragegesteuerter Markt (1-seitig) Angebotsgesteuerter Markt (2-seitig) Die Komplexität der Netzstabilisierung und -regelung steigt! Seite Dr. G. Bärwaldt

5 nicht beeinflussbar nicht beeinflussbar beeinflussbar beeinflussbar Trends aus der Energiewirtschaft 1 Stromerzeugung wird zunehmend von der Natur beeinflusst. Was ist mit der Nachfrage? Stromangebot Stromnachfrage Kernausstieg Smart Metering Heimspeicher Ausbau erneuerbare Energie (~1990) (~200) (~1990) (~200) Durch zunehmend naturbeeinflusste Stromerzeugung besteht künftig die Herausforderung die Stromnachfrage an das Angebot anzupassen! Seite Dr. G. Bärwaldt

6 Trends aus der Energiewirtschaft Der elektrische Betrieb von Fahrzeugen ermöglicht die Teilnahme am Strommarkt 1 Stromversorgungsarchitektur Fahrzeugnutzung Stromerzeugung 100 % Stromübertragung Stromverbrauch ~5 % (~1990) (~200) Mobilität Standzeit Künftige Herausforderung ist die Vereinbarkeit von Mobilität und energiewirtschaftllicher Nutzung Seite Dr. G. Bärwaldt

7 Dezentrale Netzintegration von Elektrofahrzeugen Agenda 1 Trends aus der Energiewirtschaft 2 Beispiele für die Integration von Elektrofahrzeugen Optionen zur Nutzung freien Potentials der Elektrofahrzeuge 4 Fazit Seite Dr. G. Bärwaldt

8 Beispiele für die Integration von Elektrofahrzeugen In Teilnetzen bestehen unterschiedliche lokale Infrastrukturen um das Fahrzeug herum 2 EMS = Energiemanagementsystem EVU = Energieversorgungsunternehmen EVU EMS EMS EMS Seite Dr. G. Bärwaldt

9 Beispiele für die Integration von Elektrofahrzeugen Das Laden ist die Grundvoraussetzung für die Elektromobilität 2 Laden zu Hause ohne EMS Laden zu Hause mit EMS EMS = Energiemanagementsystem EMS Wallbox Wallbox Laden an öffentlicher Ladesäule Sofortladen Flexibilität Laden am Ladepark EMS Die Flexibilität außerhalb der Sofortladezeiten könnte der Kunde veräußern! Seite Dr. G. Bärwaldt

10 System-Bausteine Entwicklungsschritte Fahrzeug Haus Netz Funktionen Beispiele für die Integration von Elektrofahrzeugen Evolutionäre Entwicklungsstufen Laden Entladen Information Statische Tarifstufen Dynamischer Tarif 2 Statische Tarife Dynamische Tarife Eigenverbrauchsmaximierung Entladen (lokal / Netz) EMS EMS Serie Entwicklung Forschung Tarifzeiten im Fahrzeug einstellbar Kommunikation Fahrzeug Haus Energieversorger Bi-direktionale Ladetechnik Seite Dr. G. Bärwaldt

11 Dezentrale Netzintegration von Elektrofahrzeugen Agenda 1 Trends aus der Energiewirtschaft 2 Beispiele für die Integration von Elektrofahrzeugen Optionen zur Nutzung freien Potentials der Elektrofahrzeuge 4 Fazit Seite Dr. G. Bärwaldt

12 Optionen zur Nutzung freien Potentials der Elektrofahrzeuge Forschungsprojekt INEES Backend Poolmanager ÜNB Wallbox Die technische Machbarkeit von bi-direktionalem Laden konnte mit INEES nachgewiesen werden Ein betriebswirtschaftlicher Betrieb war unter den gegebenen Randbedingungen jedoch nicht möglich Die Betrachtung der lokalen Infrastruktur (z. B. Einbindung ins Eigenheim) blieb bisher unberücksichtigt Eine Anpassung der Rahmenbedingungen könnte zu einer verbesserten finanziellen Bewertung und erhöhten Effektivität führen! Seite Dr. G. Bärwaldt

13 System-Bausteine Entwicklungsschritte Fahrzeug Haus Netz Funktionen Optionen zur Nutzung freien Potentials der Elektrofahrzeuge INEES berücksichtigte keine Heimintegration Laden Entladen Information Statische Tarifstufen Dynamischer Tarif Statische Tarife Dynamische Tarife Eigenverbrauchsmaximierung Entladen (lokal / Netz) Jetzt: Betrachtung Gesamtsystem EMS EMS Serie Entwicklung Forschung Tarifzeiten im Fahrzeug einstellbar Kommunikation Fahrzeug Haus Energieversorger Bi-direktionale Ladetechnik Seite Dr. G. Bärwaldt

14 Optionen zur Nutzung freien Potentials der Elektrofahrzeuge Flexibilität erweitert den Markt für elektrische Energie Terminmarkt (Monate / Jahre im Voraus) Spotmarkt (bis 1 Tag im Voraus) Regelenergiemarkt Intradaymarkt (bis 0 Minuten im Voraus) Lieferzeitpunkt t 0 Regelleistungsabruf P Trägheit PRL SRL TRL BKA Marktanreiz t Energiedienstleister Flexibilität Schalten 2 Fahrplan Tariftableau 0,50 0,20 LA max P 1 Energiebedürfnis 0,00 LA minx t 0 t 1 t Ladeplanung Lösungsraum der Flexibilität Flexibilität als Ergänzung der Mechanismen zur Nivellierung des Stromnetzes. Seite Dr. G. Bärwaldt

15 Optionen zur Nutzung freien Potentials der Elektrofahrzeuge Austausch von Flexibilität kann eine Wertschöpfung während der Standzeit ermöglichen Kunde von Elektrofahrzeug Netzbetreiber Ausgleich von Netzengpässen durch beeinflusstes Laden der Fahrzeugbatterie Handel von Flexibilität Netzstabilisierung durch Ausgleich von Angebot und Nachfrage Elektrofahrzeug-Kunden erhalten für Veränderung des Ladeverhaltens eine Vergütung Netzbetreiber nutzen das Potenzial zur Beeinflussung des Ladeverhaltens Handel von Flexibilität kann die Wirtschaftlichkeit der Batterienutzung während der Standzeit verbessern. + Seite Dr. G. Bärwaldt

16 Dezentrale Netzintegration von Elektrofahrzeugen Agenda 1 Trends aus der Energiewirtschaft 2 Beispiele für die Integration von Elektrofahrzeugen Optionen zur Nutzung freien Potentials der Elektrofahrzeuge 4 Fazit Seite Dr. G. Bärwaldt

17 Fazit Flexibilität kann die wirtschaftliche Nutzung von E-Fahrzeugbatterien unterstützen 4 Flexibilität als Option für E-Fahrzeugkunden Umsetzungsplanung Prämisse: Mobilität Laden zur Sicherung der Mobilität Laden für Mobilität verursacht Kosten Serie / Entwicklung Intelligente Ladeplanung Einbindung in Heim-Energiemanagement Ergänzung durch Flexibilität (nur Laden) Option: Flexibilität Austausch von Flexibilität zur Unterstützung der Netzstabilität Verkauf von Flexibilität ermöglicht Einnahmen Forschung Bi-direktionales Laden Die Teilnahme am Markt für Flexibilität kann die Mobilitätskosten aus Kundensicht reduzieren Die detaillierte und branchenübergreifende Ausgestaltung steht jedoch noch aus Seite Dr. G. Bärwaldt

18 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit Dr. Gunnar Bärwaldt Seite Dr. G. Bärwaldt