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Guillem Tänzer, Dr. Bodo Groß

IZES gGmbH (Institut für ZukunftsEnergieSysteme)

Elektromobilität als sinnvoller elektrischer Zwischenspeicher? Perspektiven.FH Stralsund, den 03. November 201118. Symposium REGWA

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Aktuelle Problemstellung

Definition Elektromobilität

2 [ IZES gGmbH, 03.11.2011 ]

Das Elektrofahrzeug als Netzspeicher, Warum?

Potentiale

Ausblick


Allgemeine Ziele der Bundesregierung:

Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität

2020: 1 Mio. E-Fzg. 2030: 5 Mio. E-Fzg.

Energiekonzept der Bundesregierung

Anteil EE am Bruttoendenergieverbrauch2020: 18 %2030: 30 %

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2030: 30 %2040: 45 %2050: 60 %

Anteil EE am Bruttostromverbrauch:2020: 35 %2030: 50 %2040: 65 %2050: 80 %

Primärenergieeinsparung*: 2020: 20 % ; 2050: 50 % (!)

*zu 2008Quelle: AG Energiebilanzen e.V.


Die Mobilität (insbesondere mit dem/das Automobil) der letzten 100 Jahre wird sich (muss sich) mittel-langfristig verändern!

� Attraktive Mobilitäts-konzepte

� Verstärkter Ausbau

„Peak-Oil“ ? 2°C Ziel ?Anthropogener Treibhauseffekt ? Lokale Emissionen ?

4 [ IZES gGmbH, 03.11.2011 ]

Quelle: http://www.energywatchgroup.org

� Verstärkter Ausbau Erneuerbarer Energien zur Bereitstellung umwelt-freundlichen Stroms

� Zukunft für eine Elektromobilitäts- und Wasserstoffwirtschaft

World Beyond Petrol ?


Das Auto der Zukunft hat mittel- bis langfristig (ohne Güterverkehr)

� einen elektrischen Antrieb mit einem Akkumulator, insbesondere im urbanen Raum

� einen Anschluss an das Energienetz („Plug-In“):

1. Schritt: Ladung des Akkumulators

2. Schritt: Ladung und Entladung des Akkumulators zur Regelung des Energienetzes

Übergangstechnologie

Hybridfahrzeuge

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Energienetzes

� ein Aggregat zur Reichweitenoptimierung (abhängig von der Weiterentwicklung des Akkumulators), insbesondere im ländlichen Raum

- Hubkolbenmotor

- Kreiskolbenmotor

- Turbine

- Brennstoffzelle

Mögliche Treibstoffe:

1. Benzin, Diesel

2. LPG, Erdgas, Biogas, Ethanol, Methanol, Biodiesel

3. Wasserstoff / neue Treibstoffe ?

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Potentiale

Ausblick


Was versteht man unter dem Begriff Elektromobilität?

„Instationäre Systeme (Beförderungs- oder Transportsysteme) mitelektrischer Antriebstechnik und der kontinuierlichen- oder diskontinuier-lichen Verknüpfung mit dem Energiesystem.“

Oder einfach ausgedrückt:

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Oder einfach ausgedrückt:

„Elektrofahrzeuge die den Strom direkt über das Stromnetz beziehen bzw. in Akkumulatoren Zwischenspeichern.“

Beispiele: Bahn, Straßenbahn, Oberleitungsbus, Elektrofahrzeug, Elektro-roller, Segway, Pedelec

Ausnahmen: Hybridautos/BZ-Fahrzeuge ohne Bezug zum Stromsystem

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Potentiale

Ausblick


Perspektive in 2050 – hoher Anteil an EE bei der Stromerzeugung

Konsequenzen:

� Netzausbau

� Aufbau Speicherkapazitäten(Kurz-, Mittel- und

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Quelle: Smart Grids – Transformation unserer elektrischen EnergieversorgungFVEE-Jahrestagung 2011, Berlin, 12./13. Oktober 2011

(Kurz-, Mittel- und Langzeitspeicher)


Herausforderungen der zukünftigen Energieversorgungsstruktur

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� Steuerung von Lasten um Verbrauch und Erzeugung zu harmonisieren.

Vision

Beispiele:Industrieprozesse, Kühlhäuser,

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Industrieprozesse, Kühlhäuser, Schwimmbäder, Wärmepumpen, Kühl- u. Gefrierschränke, Wasch- u. Spülmaschinen,Elektrofahrzeuge

Steuerung hart geschaltetoder mittels Tarifsignal

Voraussetzung:Infrastruktur (variable Tarife, Smart Meters, Kommunikation)

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12 [ IZES gGmbH, 03.11.2011 ]


Potentiale

Ausblick

Potentiale

Elektrofahrzeuge zur Netzstabilisierung, Potentiale

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Annahmen:

* 20 kWh/E-Fzg.** Anschlussleistung mit 3,68 kW (230 V; 16 A)*** Anschlussleistung mit 11,04 kW (230 V ; 16 A ; Dreiphasig)

Voraussetzungen:

• Alle E-Fzg. sind mit dem Energiesystem verbunden (sofern nicht genutzt)• Alle E-Fzg. verfügen über eine bidirektionale Lade- und Entlademöglichkeiten• Der Kunde erlaubt die komplette Nutzung des Akkumulators zur Netzstabilisierung

Potentiale

Elektrofahrzeuge zur Netzstabilisierung, Potentiale

Berechnungsvariante für 2020, Annahmen:

• 1 Mio. E-Fzg. mit Akkumulatoren à 20 kWh• 90 % der E-Fzg. verfügbar (mit dem Netz verbunden)• 10 % (maximale) Entlademöglichkeit des Akkumulators• 90 % Wirkungsgrad Akkumulator (idealisiert)

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Dies bedeutet für die Entladung:

• 1,8 GWh Regelenergie• 3,3 GW für ca. 0,5 h (bei 230 V ; 16 A Anschlussleistung)• 9,9 GW für ca. 10 Min. (bei 230 V ; 16 A ; Dreiphasig)

Dies bedeutet für die Beladung:

• Zusätzlich 1,6 TWh Strom/Jahr (bei 10.000 km Jahreslaufleistung/E-Fzg.)

• Ggf. Lastspitzen Abends (Extremfall: 3,68 GW Zusatzleistung für ca. 5 h, einphasig)

�� Geschäftsmodell!?

Potentiale

Beispiel für das Laden/Entladen von E-Fzg.

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Potentiale

Ausblick

Ausblick

Das Elektrofahrzeuge wird mittel- bis langfristig das Verbrennungs-fahrzeug im (individualen) Personenverkehr ersetzen!

Der massive Ausbau Erneuerbarer Energien (u.a. fluktuierend) verändert das Stromsystem, ToDo‘s:

• Dezentralisierte Strukturen mit forcierten Netzausbau• Speicherausbau (Kurz-, Mittel,-, und Saisonalspeicher)

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• Speicherausbau (Kurz-, Mittel,-, und Saisonalspeicher)

Elektrofahrzeuge können einen (kleinen) Beitrag zur Netzentlastung leisten, ToDo‘s

• Bidirektionale Ladetechnik• Infrastruktur• Kundenakzeptanz

Guillem TänzerTel.: 0681-9762-855

E-Mail: [email protected]

Dr. Bodo GroßTel.: 0681-9762-851

E-Mail: [email protected]

Scribner‘s Magazin, 1910

Sinngemäß:

„Konstruktionsverbesserungen

haben den Radius (Reichweite)

des Elektrofahrzeug so

verbessert, dass die

Abhängigkeit zu Ladestationen

limitiert wurde.

Das Elektrofahrzeug wird daher

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Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

Quelle: VDE Studie ElektrofahrzeugeBeitrag zum Forum „Life Needs Power“ 22. April 2010, Hannover Messe IndustrieProf. Axel Mertens, Leibniz Universität Hannover

bzw.

Quelle:Scribner‘sMagazin, 1910www.chuckstoyland.com

Das Elektrofahrzeug wird daher

den meisten Anforderungen

eines Autofahrers gerecht

werden.

Es ist das ideal Auto für urbane-

und vorstädtische Bezirke.“