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Institut für Energie- und Klimaforschung

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Netzintegration von Fahrzeugen mit elektrifizierten Antriebssystemen in bestehende und zukünftige Energieversorgungsstrukturen (NET-ELAN)

Das vom Bundesministerium für Wirtschaft und Technologie finanzierte Forschungsprojekt hat analysiert, ob im Sinne einer sektorübergreifenden Systemlösung ein Bestand an Fahrzeugen mit elektrifizierten Antriebskomponenten (xEV) in bestehenden und zukünftigen Energieversorgungsstrukturen als Energiespeicher und zur energieeffizienten Einbindung von fluktuierenden Stromerzeugern eingesetzt werden kann. Die Untersuchung und Bewertung der Netzintegration von Elektrofahrzeugen wurde anhand von Szenario-Analysen durchgeführt. Auswirkungen des Einsatzes einer xEV-Flotte und Effekte bei verschiedenen Ladeszenarien bis hin zu einer möglichen Netzrückspeisung wurden sowohl durch technische und ökonomische Detailmodelle als auch zusammenfassend durch ein Energiesystemmodell beschrieben und analysiert. Das Projekt lief vom 1.12.2008 bis 29.2.2012.

Der Abschlussbericht ist in der Schriftenreihe Energie & Umwelt des Forschungszentrums Jülich erschienen und kann unter folgendem Link heruntergeladen werden: Link zum Dokument

Die wissenschaftliche Fragestellung gliederte sich in die drei thematischen Blöcke

  • Fahrzeug-Auslegung, Modellierung (inklusive Batterie) und Nutzung,
  • Stromerzeugungs-, Transport- und Verteilungsszenarien sowie Ladestrategien und
  • Energieversorgungsszenarien.


Im ersten Untersuchungsschwerpunkt wurde die technische Auslegung von verschiedenen Fahrzeug- und Batteriekonzepten untersucht und es wurden Modelle und Simulationsergebnisse zur Bestimmung des Energiebedarfs und der Batteriealterung durch unterschiedliche Belastungsszenarien erarbeiten. Um die verschiedenen Ausführungsformen von elektrifizierten Antriebssträngen zu berücksichtigen, wurden Battery Electric Vehicle (BEV, reine Batteriefahrzeuge), Range Extender Electric Vehicle (REEV) und Plug-in Hybrid Electric Vehicle (PHEV) im Projekt betrachtet. Die Nutzung der Fahrzeuge wurde auf Basis statistischer und gemessener Daten simuliert.

Einen weiteren Schwerpunkt der Untersuchung bildete die Untersuchung der Auswirkungen der Elektrofahrzeuge auf die Netze. Maßgebliche Aspekte waren Ladestrategie, Zubau von Windenergieanlagen und Ausbau der Netze. Aufbauend auf den Daten zur Fahrzeugnutzung wurde ein Modell zur Bestimmung der resultierenden Ladeleistung für unterschiedliche Ladestrategien erstellt. Die Simulation der zusätzlichen Netzbelastung und der Netzrückspeisungen durch xEV erfolgte auf Basis des entwickelten Stromerzeugungs-Szenarios und der ausgewählten Ladestrategien jeweils für das Übertragungsnetzmodell und mehrere typisierte Verteilnetze.

Die Zusammenführung der Ergebnisse und die Abbildung des angenommenen xEV-Bestandes im Kontext der Energieversorgung erfolgten mit einem Energiesystemmodell für Deutschland. Die Entwicklung eines konsistenten Szenario-Rahmens bildete die Grundlage für die Berechnung von kostenoptimalen CO2-Reduktionsstrategien des gesamten Energieversorgungssystems unter Berücksichtigung der Elektrofahrzeuge. Eine Kostenanalyse und Übersicht von möglichen Anreizsystemen rundeten die Analysen ab.


Partner des Forschungsprojektes waren


Kontakt

Jochen Linssen



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