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Im Projekt NET-INES untersuchen Wissenschaftler verschiedene Be- und Entladestrategien für Elektrofahrzeuge. Die Nutzungsbereitschaft der Fahrzeughalter spielt dabei eine wichtige Rolle.
© Anna Durst, BINE Informationsdienst
Elektromobilität
20.11.2014

Den Fahrzeugnutzer interessiert sein eigenes Elektroauto sowie die Lebensdauer und Haltbarkeit der Batterie. Der Aggregator „leiht“ die Nutzungsrechte an den Autobatterien. Das Risiko des Wertverlustes der Batterie trägt der Fahrzeughalter.
© Forschungszentrum Jülich, IEK-STE

Wie Elektroautos dem Netz nutzen können

Batterien von Elektroautos können überschüssige Energie aus dem Stromnetz zwischenspeichern. Umgekehrt können sie die elektrische Energie in Zeiten hoher Stromnachfrage ins Netz rückspeisen. Im Projekt NET-INES untersuchen Wissenschaftler verschiedene Be- und Entladestrategien sowie Möglichkeiten der Vermarktung dieser Dienstleistung. Dazu befragten sie über 600 Fahrzeughalter.

Die Forscher möchten herausfinden, wie Fahrzeughalter motiviert werden können, an dem „Vehicle-to-Grid“ (V2G) genannten Verfahren teilzunehmen. Eine wichtige Voraussetzung ist, dass die Teilnehmer ihre Fahrzeuge weiterhin so flexibel wie möglich nutzen können. „Die elegante Grundidee des V2G ist es, die während der langen Standzeiten eines durchschnittlichen Elektrofahrzeugs ungenutzte Batterie sinnvoll einzusetzen ohne die Mobilität des Fahrzeughalters einzuschränken“, sagt der Projektkoordinator Dr. Joachim Geske vom Forschungszentrum Jülich.

Forscher unterscheiden drei Ladestrategien

Beim „ungesteuerten Laden“ wird die Batterie des Elektromobils aufgeladen, sobald das Fahrzeug an das Stromnetz angeschlossen wird. Gibt der Fahrzeughalter einen Zeitpunkt an, an dem das Auto auf jeden Fall aufgeladen zur Verfügung stehen muss, sprechen die Wissenschaftler vom „gesteuerten Laden“. Die Batterie wird meist nicht sofort nach Anschluss an das Stromnetz aufgeladen, sondern dann geladen, wenn Strom im Überschuss vorhanden oder die Stromnachfrage gering ist. Auf diese Weise wird das Netz entlastet. Ein sogenannter Aggregator steuert die Ladevorgänge des Fahrzeugs. Dieses steht zum gewünschten Zeitpunkt vollgeladen zur Verfügung. „Diese Variante ermöglicht, die elektrische Energie in den frühmorgendlichen Niedrigpreiszeiten einzukaufen, statt – wie beim ungesteuerten Laden – in den teuren Abendstunden. So sinken die Mobilitätsausgaben des Fahrzeughalters“, erläutert Geske.
Beim „gesteuerten Laden mit Netzrückspeisung“ besteht zusätzlich die Möglichkeit, die in der Batterie gespeicherte elektrische Energie in das Stromnetz einzuspeisen. Das geschieht, wenn die Stromnachfrage hoch ist. Es ist garantiert, dass das Fahrzeug immer über eine garantierte Mindestreichweite verfügt. „Mit dieser Ladestrategie erhöht sich das Potenzial, die Batterie sinnvoll einzusetzen. Etwa um die volatile, erneuerbare Energieeinspeisung auszugleichen“, erklärt Geske und fügt hinzu: „Gleichzeitig steigt das Risiko, eine unvorhergesehene Fahrt oberhalb der vorgehaltenen Mindestreichweite nicht durchführen zu können.“

Befragung: Nutzer wünschen Unabhängigkeit

Die Wissenschaftler wollten herausfinden, unter welchen Voraussetzungen Fahrzeughalter bereit sind, sich am Vehicle-to-Grid-System zu beteiligen. Dazu befragten sie 611 Personen. Es zeigte sich, dass die Bereitschaft umso höher ausfällt, je positiver die Einstellung der Befragten zu erneuerbaren Energieträgern ist. Wenn sie ihr Elektromobil laden müssten, würden rund 75 Prozent der Fahrzeughalter das ungesteuerte Laden und 57 Prozent das gesteuerte Laden und Entladen nutzen. Fast zwei Drittel der Fahrzeughalter fürchten bei einer V2G-Beteiligung, dass sich die Lebensdauer der Batterie durch das häufige Be- und Entladen verkürzt und dann eine neue Batterie gekauft werden muss. Als weiteres Hemmnis nannten 56 Prozent der Befragten die Befürchtung, dass die Batterie nicht ausreichend geladen sei, wenn man losfahren möchte. Die Wissenschaftler fragten zudem verschiedene Preismodelle ab, die die Motivation für eine V2G-Beteiligung erhöhen könnten. Die Bereitschaft zur Teilnahme ist am höchsten (84%), wenn das Aufladen des Elektrofahrzeugs billiger wäre als beim ungesteuerten Laden.

Einzelne Batterien zu Großspeicher bündeln

Damit sich Elektroautos langfristig als Netzdienstleister etablieren können, entwickelten die Wissenschaftler ein mögliches Geschäftsmodell. Dabei werden die Nutzungsrechte an der Batterie zwischen dem Fahrzeughalter und seinem Geschäftspartner, dem sogenannten Aggregator, aufgeteilt. Der Fahrzeughalter erhält eine Prämie und überlässt im Gegenzug seinem Geschäftspartner die Nutzung der Batterie. Dieser bündelt mehrere Fahrzeugbatterien zu einem elektrischen Großspeicher und kann damit Netzdienstleistungen anbieten oder Stromhandel betreiben. Geske: „Ob die Einnahmen des Aggregators an den Strommärkten zur Finanzierung der Prämie ausreichen, ist Gegenstand unserer Untersuchungen. Wir setzen Modelle ein, um das Einnahmepotenzial abzuschätzen. Die Bereitschaft, die Batterie einem Geschäftspartner zu überlassen, überprüfen wir mit einer weiteren Befragung.“

Batterien und Netzintegration sind weitere Projektinhalte

Neben der Nutzermotivation und ökonomischen Rahmenbedingungen spielen die technischen Voraussetzungen im vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Projekt NET-INES eine wichtige Rolle. Die Wissenschaftler untersuchen, welche zusätzliche Alterung für Batterien zu erwarten ist, die ihre Speicherkapazität für Netzdienstleistungen zur Verfügung stellen. Dazu führen sie verschiedene Tests durch. Weiterhin analysieren sie unterschiedliche netzbezogene Anwendungen und wollen herausfinden, welchen Beitrag gebündelte Elektrofahrzeug-Speicher für die Stabilität des Stromnetzes und die Einbindung fluktuierender erneuerbarer Energien leisten können.

(bs)

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Adressen

Projektkoordination
Projektträger Jülich

Wissenschaftlicher Partner
TU Berlin, SENSE

Wissenschaftlicher Partner
ZSW Baden-Württemberg