Elektromobilität als Herausforderung und Chance für Energieversorger Mobilitec Hannover, 8. April 2014 Ulf Schulte Vattenfall Europe Innovation GmbH
In den nächsten 20 Jahren wird der Anteil regenerativer Energiequellen zunehmen Entwicklung der unterschiedlichen Erzeugungsarten [in GW] 12 11 176 8 27 47 6 233 6 33 43 10 16 61 261 3 41 32 11 16 65 +138% Wind Photovoltaik Wasser Biomasse und sonstige EE Kernenergie Kohle Erdgas Sonstige konv. Erzeugung Fluktuierende Quellen Wind und Photovoltaik 34 32 63 92 Quelle: Szenario B für den 2013 2023 2033 Netzentwicklungsplan 2013, Bundesnetzagentur, Windmonitor Fraunhofer IWES 2
Das zukünftige Angebot an erneuerbaren Energien erfordert höheren Regelungs- und Speicherbedarf 233 261 76 EE - volatil (Wind, PV) EE - sonstige Konventionell 173 82 27 93 26 Spitzenlast 14 125 157 Grundlast 66 2013 2023 2033 Quelle: Szenario B für den Netzentwicklungsplan 2013, Bundesnetzagentur, Windmonitor Fraunhofer IWES 3
Integration fluktuierender Energie ist eine neue Herausforderung für die Übertragungsnetze (Systemstabilität) Netzlast, Windenergieprognose und Windenergieeinspeisung in Ost-Deutschland (01-30.06.2013, in MW) Prognose Wind Einspeisung Wind eingetretene Regelzonenlast 1 2 3 4 01.06. 08.06. 15.06. 22.06. 29.06. 1 Abweichung Prognose 2 Windstille 3 Gradient 4 Produktion > Last 4 Quelle: 50Hertz Transmission
Die Prognosen zeigen starkes Wachstum der erneuerbaren Energien Maßnahmen zur Integration sind erforderlich Projektion der installierten Kapazität 1) in Deutschland nach BMU 2009 Szenario 2) [in GW] Maßnahmen zur Integration Erneuerbarer Energien Energiespeicher Höhere Übertragungskapazitäten Ausbau der Erneuerbaren Energien Smart Grid / Lastmanagement Flexiblere Erzeugung 5 PV Wind Nuklear / thermische Erzeugung Geothermie Biomasse Wasserkraftwerke 1) Ohne Pumpspeicherung 2) BMU: Bundsministerium für Umwelt, Naturschutz und Reaktorsicherheit
Netzentwicklungsplan Startnetztopologie Leitszenario B 2022 Szenario B 2032 Erforderliche Investitionen bis 2022: 1,5 2 Mrd. EURO p.a. 6 Quelle: NEP 2012, Stand: Mai 2012, www.netzentwicklungsplan.de
Flexible thermische Stromerzeugungsanlagen Regelbare Leistung pro benötigte Zeit [in MW / min] Herausforderungen für konventionelle thermische Anlagen: Zunehmender Regelbetrieb Abnehmende Betriebsstunden Braunkohle Steinkohle GuD 7 Quelle: VGB
Virtuelles Kraftwerk von Vattenfall 8
Optionen zur Energiespeicherung Druckluft Pumpspeicher Optionen zur Energiespeicherung Batterien Wärme Wasserstoff 9
Gesteuertes Laden vereinigt die Potentiale des Lastmanagements und der Energiespeicher Viel Wind Geringe Netzlast Netz- & Lastmanagement Wenig Wind Hohe Netzlast Hohe Netzlast Wind-to-vehicle (W2V) Laden der Fahrzeugbatterien zu Zeiten mit hohem Windaufkommen und gleichzeitig geringer Netzlast. W2V Windintegration and load balance V2G Vehicle-to-Grid (V2G) Rückeinspeisung des in den Fahrzeugbatterien gespeicherten Stroms zu Zeiten hoher Netzlast und geringem Windaufkommen Lokales Last Management (LLM) Prioritätsregeln an Ballungspunkten mit Nachfrageüberschuss LLM 10
Unterschiedliche Perspektiven und Präferenzen führen zu potenziellen Konflikten bei Ladevorgängen Automobilindustrie-Perspektive Ungesteuerter Ladevorgang Fahrzeugbatterie kw t EVU-Perspektive Einspeisung Erneuerbare kw kw kw t Netzlast kw t t Lokale Last t = Beispiel für Konfliktsituation 11
V2G, W2V und LLM sollen helfen, das Gleichgewicht zwischen Erzeugung und Verbrauch zu erhalten aus Netz-Systemsicht Überregional regional lokal RE-Leistungsdrosselung Heutige Maßnahmen, für die V2G potenzielles Substitut darstellt Heutige Maßnahmen, für die W2V ein potenzielles Substitut darstellt Reserveleistung Regelleistung (positiv) V2G W2V Erzeugung Verbrauch Regelleistung (negativ) Laststeuerung, insb. Abwurf LLM Heutige Maßnahmen, für die LLM ein potenzielles Substitut darstellt Netzausbau (langfristig) überregional regional lokal 12
Gesteuerte Ladevorgänge können zu einer signifikanten Senkung der Energiekosten beitragen Veränderung der Energiekosten durch Steuerung der Ladevorgänge Energiekosten Status quo: ungesteuerter Ladevorgang automatisiertes Laden in günstigen Zeiten Optimierung des Eigenverbrauchs (z.b. Photovoltaik) Rückspeisung möglich (z.b. für Peak Shaving) Verbund im virtuellen Kraftwerk (z.b. für Angebot von Netzdienstleistungen) Technologische Entwicklung Intelligenz ungesteuert gesteuert Ladezustand keine Information verfügbar Information liegt vor Laderichtung unidirektional bidirektional Vernetzung keine Vernetzung / hinter dem Hausanschluss vernetzt 13
Eine intelligente Ladebox ist Voraussetzung für das Gesteuerte Laden RFID- Kartenleser Buchse: Typ1 oder Typ 2 GSM-Modem Integrierter MID-Zähler Anschlusswerte: 1-phasig 16A; 3-phasig 16A; 3-phasig 32A Wahlweise: mit angeschlagenem Kabel Standfuß möglich 14
Die Anforderungen an die Ladeinfrastruktur sind vielschichtig Gesteuertes Laden Sicheres Laden Direktbezahlung Komfort Versand von Fehlermeldungen Abrechnung der Einzelladevorgänge Integration in Bezahlsysteme Zugangskonzept Last- management Clusterung von Ladepunkten Belegungsmanagement 15
Vattenfall intelligente Ladebox Funktionen und Vorteile Vorteile Funktionen Zugang für beliebige Zahl an zugeordneten RFID-Karten Freischaltmöglichkeit für Dritte Kostengünstige Zusammenschaltung von Ladestationen möglich Lastmanagement für Doppeloder Vielfachinstallationen Web-Portal mit direkter Anzeige der Ladevorgänge und Verbrauchswerte Kunden-/kartenspezifische Auswertungen für Abrechnungen Steuerung des Ladevorgangs Für Dienstwagenfahrer Weiterverrechnung des Stromverbrauchs beim Laden zuhause Sicheres und schnelles Aufladen bis 22 kw Für Fuhrparks Bequemes Management der Zugangskarten per Webportal Überblick über Ladevorgänge, Möglichkeit zur Kostenverteilung Erhebung des Geldwerten Vorteils beim Laden durch Mitarbeiter Für Facility Manager Lastmanagement reduziert / vermeidet hohe Anschlussleistungen Einfache Integration weiterer Ladeboxen Für Stellplatzbetreiber Einzelverbrauchsabrechnung für mehrere Parteien Schnittstelle zur Abrechnung von Gastnutzern 16
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Ulf Schulte Sales Germany Tel. +49 30 8182 2124 Ulf.Schulte@vattenfall.de