Die I.D.E.E. – das Förderkonzept für Erneuerbare ... · Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Zeit (h) * Tomi Engel - Fachausschuss “Solare Mobilität” Anschlussleistung

Tomi Engel

Die I.D.E.E. – das Förderkonzept für Erneuerbare Elektromobilität

Clausthal-Zellerfeld - 04.04.2013

Bundesverband Solare Mobilität e.V.

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Solare Struktur ... Effiziente Netzwerke

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die EnergiewendeMobilitätWärmeStromNahrung

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MobilitätWärmeStromNahrung

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Akku

… weil sie "eh da sein werden"!

Es wäre Smart

stabilisieren würden

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… und der technische HintergrundDie Motivation

… der Förderinstrumentes "IDEE"Die Struktur

… in konkreten ZahlenDie Umsetzung

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Erneuerbare Elektromobilität

"Physik der Erneuerbaren"sollte sich an der

orientieren.

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"Physik der Erneuerbaren"

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15.01.13 12:15EnergyMap - Bundesrepublik Deutschland

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DGS SONNENENERGIE EnergyMap RAL Solar DGS Thüringen DGS Franken DGS Berlin-Brandenburg DGS Oberbayern

FAQ Kontakt Impressum

Energiekarte Energieregionen Die "Gesetzesbrecher" Daten Download

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

Hinweis:

Aufgrund der - leider schon seit dem Jahr 2009 - bekannten Probleme mit der Datenqualitätder EEG-Meldungen werden sehr viele Anlagen derzeit leider noch nicht den korrektenStandortgemeinden zugeordnet. Offensichtlich publizieren viele Netzbetreiber dieNetzanschlusspunkte und nicht die vom Gesetzgeber geforderten Anlagenstandorte. FehlerhafteZuordnungen durch falsche Standortinformationen sind damit überall möglich.

Da die Netzbetreiber "50 Hertz" und "TransnetBW" nicht die vom Gesetzgeber gefordertendetailierten Bewegungsdaten und Vergütungsschlüssel veröffentlichen, sind in vielen FällenAussagen zum genauen Anlagentyp (Biogas, Altholz, etc.) nicht möglich.

Weiterhin wird bisher die alte Wasserkraft nicht erfaßt, da sie in den EEG-Meldungen nichtauftaucht. Dies führt zum Beispiel in Bayern zu einer extremen Verzerrung, weil dort rund 13TWh Erneuerbarer Wasserkraftstrom zu wenig verrechnet wird!

20 % EEG-StromStromverbrauch:608.050.600 MWh/Jahr

Einwohner:82.169.000 Bürger

Fläche:357.104 km2

Anmerkungen:

1) Die regionalenVerbrauchsdaten sindSchätzungen auf der Basis desdurchschnittlichenStromverbrauches in derBundesrepublik.

2) Die Berechnungen der EE-Stromproduktion basieren,sofern entsprechende Zahlenvorliegen, auf den realenProduktionsdaten für einvolles Kalenderjahr.

3) Die zugrundeliegendenEEG-Anlagen entsprechendem Stand der Meldungenvom 07.10.2012.

ErneuerbareStromproduktion

123.544.809 MWh/Jahr

Solarstrom1.203.569 Anlagen27.583 MW(peak)

26.800.712 MWh/Jahr

Windkraft22.057 Anlagen30.100 MW(peak)

54.802.003 MWh/Jahr

Wasserkraft7.316 Anlagen1.592 MW(peak)

6.595.814 MWh/Jahr

Biomasse13.207 Anlagen5.739 MW(peak)

33.008.566 MWh/Jahr

Klärgas, etc845 Anlagen645 MW(peak)

2.313.168 MWh/Jahr

Geothermie5 Anlagen7 MW(peak)

24.543 MWh/Jahr

Der Ausbau der Erneuerbaren Energien (kWh)

Die Grafik zeigt den Ausbau seit 1999. Auf der y-Achse wurde dieSumme der Energiemengen aufgetragen (in kWh), die von denjeweiligen Anlagentypen erzeugt wurde. Im Gegensatz zuanderen Statistiken legen wir in jedem Jahr dendurchschnittlichen Ertrag einer Anlage zugrunde. Diese Form derAuswertung zeigt somit nicht die reale Einspeisung in denjeweiligen Jahren, sondern eher das geschaffeneErzeugungspotential. Reale Produktionsdaten finden Sie in derbereitgestellten CSV-Datei zu den "EEG-Anlagen der Region"weiter unten.

TOP 10 dieser Region

Stand - 07.10.2012:

20 % EE Bundesrepublik Deutschland

Die Region "Bundesrepublik Deutschland" hat folgendeSpitzenreiter:

67 % EE Brandenburg45 % EE Schleswig-Holstein45 % EE Mecklenburg-Vorpommern45 % EE Sachsen-Anhalt38 % EE Niedersachsen21 % EE Bayern19 % EE Thüringen17 % EE Rheinland-Pfalz13 % EE Saarland13 % EE Sachsen

Karte via OpenStreetMap — © Open Database License (ODbL)

Der geografische Kontext

Stand - 07.10.2012:

20 % EE Bundesrepublik Deutschland

Die Region "Bundesrepublik Deutschland" schließtfolgende Gebiete mit ein:

13 % EE Baden-Württemberg21 % EE Bayern1 % EE Berlin

67 % EE Brandenburg9 % EE Bremen3 % EE Hamburg8 % EE Hessen

45 % EE Mecklenburg-Vorpommern38 % EE Niedersachsen10 % EE Nordrhein-Westfalen17 % EE Rheinland-Pfalz13 % EE Saarland13 % EE Sachsen45 % EE Sachsen-Anhalt45 % EE Schleswig-Holstein19 % EE Thüringen

Wo steht Deutschland?

www.energymap.info

07.10.2012

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EE-Erzeugung … Anlagenbestand

23 GW

5 GW

29 GW

kW(peak)

Quelle: www.energymap.info - Stand Feb. 2012

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Strukturaspekt ... dezentrale Einspeisung


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30 %

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= Nieder- und Mittelspannung


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50 %

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13 %

87 %



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30 %

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… dieser Trend wird durch den KWK-Ausbau in den nächsten Jahren noch weiter verstärkt

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30 %

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Elektromobilität als Ausgleich im Niederspannungsnetz

Motivation für:

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Strukturaspekt ... Stromnetz

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50 Hertz230 Volt20 ms je Schwingung

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50 Hertz230 Volt20 ms je Schwingung

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50 Hertz230 Volt

Zunehmende Asymmetrie im Stromnetz

dreiphasige NetzanbindungMotivation für:

20 ms je Schwingung

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Stromversorgung … Angebot und NachfrageBeispiel: Stark vereinfachter Spannungsverlauf in einem Kabelstrang

u [V]

230

-230

0

Einspeisung(z.B. Ortstransformator)

Einspeisung(z.B. BHKW)

Einspeisung(z.B. PV-Anlage)

Verbraucher

Spannung Frequenz= lokales

Gleichgewicht= globales

Gleichgewicht

50,1 Hz

50,0 Hz

49,9 Hz

Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf in einer August-Woche

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Stromversorgung … Angebot und Nachfrage

Quelle: Babelbee-Stromstelle - 2011.08

50,1 Hz

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230 V

200 V

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50,0 Hz

49,9 Hz


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200 V

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50,1 Hz

50,0 Hz

49,9 Hz


230 V

200 V

260 V

Lokaler Effekt der PV-Einspeisung in einem bayerischen Niederspannungsnetz

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49,9 Hz

Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf an einem August-Tag

230 V

200 V

260 V

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230 V

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260 VBeispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf an einem August-Tag

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50,1 Hz

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230 V

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Globaler Effekt des Stromhandels."Zeitvariable Strompreise" destabiliseren fast zu jeder vollen Stunde das Netz!

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Netz hat zu viel Strom

Netz hat zu wenig Strom

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50,1 Hz

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Ladeleistung erhöhen

Ladeleistung reduzieren

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Beispiel: Frequenz- und Spannungsverlauf an 2 Stunden im August

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50,1 Hz

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dynamische LeistungsanpassungMotivation für:

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50,1 Hz

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"frequenzbewußtes" LadeverhaltenMindestanforderung:

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Netzfreundliche Elektromobile?

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Netzfreundliche Elektromobile?Quelle: Babelbee-Stromstelle - 2012.11 bis 2013.04 - blau = "Watt", rosa = "Voltampere"

Lade

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Ladeverhalten "Mia Electric"

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Ladeverhalten "Tazzari Zero"

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Lade

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Zeit (t)

Ladeverhalten "Karabag Fiat 500"

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Lade

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Zeit (t)

bis 670 Watt "Stand-By" ??

Ladeverhalten "German-E-Cars Stromos"

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Extremer Ladestandort "Pousada do Parque"

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Extremer Ladestandort "Fukushima"

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Wann werden Elektroautos endlich so intelligent wie eine Glühbirne?

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Smart Grid Smart Car

Lernen vom EEG■ Refinanzierung über eine Marktumlage■ ... schafft die Unabhängigkeit von Haushaltsdebatten.

■ … vermeidet "Stop-und-Go" Förderung und gibt damit der Industrie die notwendige Investitionssicherheit.

■ Garantierter Mindestlohn für erbrachte Leistung■ ... anstelle von pauschalen Vorabsubventionen

■ … gibt den Akteuren Planungs- und Investitionssicherheit

■ Technologieorientierte Ausgestaltung■ … bei Wahrung der technologieneutraliät in den einzelnen Sparten

■ Renditeerwartungen werden (sofort) geweckt■ … kein Warten "auf die billigeren Produkte von Morgen"

■ … mobilisiert den Massenmarkt

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Smart Grid Smart Car

Probleme der Elektromobilität■Mehrkosten der Akkus sind real■ ... und sinken nicht durch Forschung, sondern durch Massenproduktion.

■ E-Mobile werden erst durch aktive Förderung zu einem Massenprodukt, da die Marktverzerrung zu Gunsten der Erdölmobilität zu groß ist.

■ Netzfreundliche Fahrzeuge wird es nicht geben, denn■ ... der Kunde versteht das nicht, braucht es nicht und fragt es nicht nach.

■ … die Automobilhersteller müssen es nicht einbauen, weil das E-Auto ein Stromverbraucher ist.

■ … Netzbetreiber werden von sich aus dafür nicht zahlen, weil für sie die anfänglich sehr kleinen E-Autoflotten keine Bedeutung haben.

■ Wir sollten aus dem "Wind-SDL-Bonus" und dem "PV 50,2 Hz Problem" lernen und den gleichen Fehler nicht ein drittes mal machen.

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I.D.E.E.Unsere

ist eineInnovationsförderung in Deutschland

für Erneuerbare Elektromobilität

"Das EEG auf Rädern"

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I.D.E.E.Unsere

ist

Zeit (h) * Anschlussleistung (kW) *

Fördersatz (Cent/h * kW) *

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■ bindet die Autobesitzer aktiv ein und motiviert Sie dazu

■ ihr Auto möglichst oft (immer) mit dem Netz zu verbinden.

■ sich um (bedarfsgerechte) Infrastruktur zu kümmern, damit das Auto am Netz hängen kann.

■ sich mit der Notwendigkeit von Netzintegration zu beschäftigen.

■ garantiert, dass nur real erbrachte Leistung (=Aufwand) entlohnt wird.

Der Faktor "Zeit" …

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■ berücksichtigt, dass bei der E-Mobilität nicht die benötigten "kWh" das technische Problem sind, sondern die "kW" gemanaged werden müssen.

■ motiviert die Autobesitzer sich dreiphasige Ladetechnik zu beschaffen,

■ wodurch es mehr Planungssicherheit im Netz gibt.

■ was durch symmentrische Belastung die Netzstabilität erhöht.

■ womit schnelle Schwankungen im EE-Angebot einfacher durch die EE-Mobile aufgenommen werden können.

Der Faktor "Anschlussleistung" …

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■ gibt einen Anreiz netzfreundliche Technik zu entwickeln und zu kaufen.

■ sollte nach dem Grad der technischen Komplexität gestaffelt sein.

■ 1 Cent/h * kW … für "An-Aus" gemäßt 49,8 bzw. 50,2 Hz Aspekt.

■ +0,5 Cent/h * kW … für dynamische Anpassung der Ladeleistung

■ +0,5 Cent/h * kW … für bidirektionalen Energiefluss, Lastmanagement, …

Der Faktor "Fördersatz" …

Tom

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gut

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■ gibt einen Anreiz netzfreundliche Technik zu entwickeln und zu kaufen.

■ sollte nach dem Grad der technischen Komplexität gestaffelt sein.

■ 1 Cent/h * kW … für "An-Aus" gemäßt 49,8 bzw. 50,2 Hz Aspekt.

■ +0,5 Cent/h * kW … für dynamische Anpassung der Ladeleistung

■ +0,5 Cent/h * kW … für bidirektionalen Energiefluss, Lastmanagement, …

Der Faktor "Fördersatz" …

Tom

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8 (h) * 3 (kW) *

1 (Cent/h * kW) *

Rechenbeispiele für die Fördersätze

24 (Cent/d) =

■ Laden "Nachts an der heimischen Schukodose"

90 (Euro/a) =

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16 (h) * 3 (kW) *

1 (Cent/h * kW) *


48 (Cent/d) =


■ Aufbau einer Steckdose am Arbeitsplatz

180 (Euro/a) =

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16 (h) * 11 (kW) *

1 (Cent/h * kW) *


176 (Cent/d) =



■ dreiphasige Technik mit 11 kW

640 (Euro/a) =

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16 (h) * 11 (kW) *

2 (Cent/h * kW) *


352 (Cent/d) =



■ dreiphasige Technik mit 11 kW und bidirektionalem Energiefluss

1280 (Euro/a) =

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1280 (Euro/a) = 90 (Euro/a)vs.

Welches E-Auto würde der Kunde kaufen?

mit 3 kW-Basistechnik

mit 11 kW-Netzstabilisierungstechnik

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Förderung braucht eine eingebaute Degression

1280 (Euro/a) =

Baujahr 2013 verspricht 12.800 Euro =2022 verspricht 1.280 Euro =2023 verspricht 0 Euro =

■ damit es einen Anreiz gibt möglichst früh ein EE-Mobil zu kaufen

■ weil die billigen Massenprodukte weniger Förderung brauchen als die teuren Kleinserien der Anfangsphase

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Förderung nur für erbrachte Leistung

Baujahr 2013 verspricht 12.800 Euro =

■ Die Förderung ist eine zielgerichtete "Vergütung" und keine "Subvention".

■ Ein Autobesitzer kann eine bestimme Förderung erzielen

■ … aber nur, wenn er netzfreundliche Technik kauft

■ … und sich netzfreundlich verhält (also, sein Auto mit dem Netz verbindet)

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Betrachtung der Förderhöhe

1280 (Euro/a) =

1,3 Mrd. Euro =* 1 Mio EV =

=

(2020 ?)

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1280 (Euro/a) =*

■ das Umlagevolumen des EEG liegt bei: 12,7 Mrd. Euro/a (3,6 Cent/kWh)

■ das Umlagevolumen des KWK-G: max. 780 Mio. Euro/a (0,22 Cent/kWh)

■ eine Abschätzung der IDEE-Umlage …

= 1,3 Mrd. Euro =

1 Mio EV = (2020 ?)

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1280 (Euro/a) =* 1 Mio EV =


■ das Umlagevolumen des KWK-G: max. 780 Mio. Euro/a (ca. 0,22 Cent/kWh)


= 0,36 Cent/kWh =

(2020 ?)

max. Umlage erhöht den

Endkundenstrompreis um

1,3 Mrd. Euro/a =

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1280 (Euro/a) =* 0,25 Mio EV =


■ das Umlagevolumen des KWK-G: max. 780 Mio. Euro/a (ca. 0,22 Cent/kWh)


=

(2020 ?)

0,09 Cent/kWh =max. Umlage erhöht den


0,3 Mrd. Euro/a =

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Betrachtung der Förderhöhe … im Vergleich

1280 (Euro/a) =* 0,25 Mio EV =

■ heutige Preise am Regelenergiemarkt ("Primärregelung")

■ Leistungspreis: 2000 bis 3500 Euro/MW (bei 590 MW im Apr. 2012)

■ "Hochrechnung": 2000 Euro/MW * 500 MW/d * 365 d/a = 0,3 Mrd/a

= 0,09 Cent/kWh =max.

Umlage erhöht den Endkundenstrompreis um

0,3 Mrd. Euro/a =

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1280 (Euro/a) =* 0,25 Mio EV =

■ heutige Preise am Regelenergiemarkt ("Primärregelung")

■ Leistungspreis: 2000 bis 3500 Euro/MW (bei 590 MW im Apr. 2012)

■ "Hochrechnung": 2000 Euro/MW * 500 MW/d * 365 d/a = 0,3 Mrd/a

= 0,09 Cent/kWh =

für 11 kW * 0,66 * 0,25 Mio = 1,8 GW "netzfreundliche, regelbare Last"

max. Umlage erhöht den


0,3 Mrd. Euro/a =

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1280 (Euro/a) =* 0,25 Mio EV =

■ SDL-Nachrüstung bei ca. 9000 Windkraftanlagen: 400 bis 800 Mio. Euro

■ "50,2 Hz" Nachrüstung bei 300.000 PV-Anlagen: 100 bis 200 Mio. Euro



0,3 Mrd. Euro/a =

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Betrachtung der Förderhöhe … im Vergleich■ SDL-Nachrüstung bei ca. 9000 Windkraftanlagen: 400 bis 800 Mio. Euro

■ "50,2 Hz" Nachrüstung bei 300.000 PV-Anlagen: 100 bis 200 Mio. Euro

1280 (Euro/a) =

1,3 Mrd. Euro/a =* 1 Mio EV =



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Praktische Umsetzung ■ netzfreundliche Ladegeräte

■ Mindestanforderung 1: "Power Factor Compensation"

■ Mindestanforderung 2: "netzfreundliches Verhalten bei extremen Frequenzen"

■ für weitere Vergütungsstufen wären weitere Features notwendigt

■ gute Messtechnik für Netzfrequenz

■ 2 bis 3 Nachkommastellen und evt. Anpassungen im CAN Bus Protocol

■ "Betriebsstundenzähler" (wird z.B. vom TÜV überprüft - ausgelesen)

■ Softwareanpassung im Ladegerät / Fahrzeug zur Umsetzung der gewünschten "Netzfreundlichkeit"

■ Wälzung der "EV-Förderung" über den Strompreis, weil es dem Stromnetz hilft.

■ Fördersätze und technische Anforderungen können mit der Zeit dem Stand der Entwicklung angepaßt werden.

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I.D.E.E.Unsere

ist



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I.D.E.E.Unsere

istdie physikalische und technische

Kopplung der Elektromobilität an die Erneuerbaren Energien

(vor allem in den Niederspanungsnetzen)

Tomi Engel

Die I.D.E.E. – das Förderkonzept für Erneuerbare Elektromobilität

Clausthal-Zellerfeld - 04.04.2013

Bundesverband Solare Mobilität e.V.

Documents

Die I.D.E.E. – das Förderkonzept für Erneuerbare ... · Eine gute I.D.E.E. für Erneuerbare Elektromobilität Zeit (h) * Tomi Engel - Fachausschuss “Solare Mobilität” Anschlussleistung