Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten ... - JUWEL

8. Zusammenfassung und Ausblick
Die Auslegung der xEV-Konzepte und deren längsdynamische Simulation lassen erkennen,
dass im Vergleich zur individuellen Fahrweise die Nebenaggregate (vor allem Heizung) im
BEV einen mehr als dreifach höheren Einfluss auf den Gesamtverbrauch haben. Sie müssen
mit der Energie aus der Batterie versorgt werden und stehen damit in Konkurrenz zur Reichweite.
Eine jederzeit (auch am Ende der Batterielebensdauer im Winterbetrieb) gesicherte
Reichweite würde demnach eine signifikante Überdimensionierung der Batterie erfordern: die
anfänglich 15 kWh große Batterie (BEV, 120 km Reichweite, 2010) müsste dann auf einen
Energieinhalt von 40 kWh ausgelegt werden, was wirtschaftlich aktuell nicht darstellbar ist.
Ladestrategien und Stromerzeugungsszenarien
Auf Basis der im Projekt entwickelten Energieszenarien – nach den Vorgaben des Energiekonzeptes
der Bundesregierung vom Juni 2011 – wird dargelegt, dass eine gleichmäßige
Verteilung der Ladezeiten auf die Schwachlaststunden 0 bis 6Uhr einen deutlich positiven
Einfluss auf das Stromerzeugungssystem und die Windstromnutzung haben kann. So kann
im Szenariojahr 2030 bei gleichmäßig auf die Nachtstunden verteiltem Laden – ohne Berücksichtigung
von Netzengpässen (siehe jedoch Punkt „Übertragungsnetze“ unten) – 44%
bis 57% des Ladebedarfs aus dem sonst nicht nutzbaren Windstromüberschuss gedeckt
werden. Eine Erweiterung der Ladestrategie um eine Windangebotssteuerung lässt die
Windstromdeckung des Ladebedarfs nur unwesentlich auf 51% bis 60% steigen. (Die
Spannweite des nutzbaren Anteils ergibt sich dadurch, dass zum einen ein Jahr mit wenig,
zum anderen mit viel Wind angenommen wird.) Tagsüber ist der Windüberschuss geringer,
da die Netzlast auch ohne xEV schon höher ist.
Übertragungsnetze
Die Berücksichtigung der Transportkapazitäten der Übertragungsnetze zeigt, dass ein gesteuertes
Beladen der xEV-Flotte maximal 8% der überschüssigen Windenergie zusätzlich
integrieren kann. Damit stellen Elektrofahrzeuge allenfalls einen kleinen Teil der Gesamtlösung
für eine erhöhte Integration erneuerbarer Energien dar. Durch einen verstärkten Netzausbau
lässt sich die Windenergieintegration der xEV-Flotte auf bis zu 24% steigern. Bei
allen getesteten Szenarien ist die Annahme der konventionellen Mindesterzeugung zwischen
20 GW und 30 GW ein Hauptgrund für die Entstehung der Windenergieüberschüsse. Gelänge
es diese zu reduzieren, würde einerseits die Windenergieintegration deutlich verbessert,
allerdings würden aufgrund der geringeren Windenergieüberschüsse Elektrofahrzeuge nur
noch rund 2% der verbleibenden überschüssigen Windenergie zusätzlich integrieren können.
Verteilnetze
Die Auswertung von Asymmetrie, Oberschwingungen, Knotenspannungen und Leitungsauslastung
identifiziert die letzten beiden Größen als limitierende Grenzwerte für die Integration
von Elektrofahrzeugen im Niederspannungsnetz. Bei kumulierter Ladung aller xEV an einem
Knoten zur Spitzenlastzeit sind selbst bei einphasigem Laden nur Durchdringungen von maximal
2% möglich, bevor es zu Grenzwertverletzungen kommt. Eine Verschiebung der Ladung
in die Nacht führt zur signifikanten Verbesserung der maximalen xEV-Durchdringung.
Selbst bei konzentrierter Ladung aller xEV an einem Knoten sind xEV-Durchdringungen von
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