ZENEM – Zukünftige Energienetze mit Elektromobilität

Zukünftige Stromnetze werden mit neuen Herausforderungen konfrontiert. Verantwortlich dafür sind u. a. zusätzliche Verbraucher, zu denen auch elektrisch betriebene Fahrzeuge gehören. Diese besitzen eine höhere Effizienz verglichen mit konventionellen PKW und verringern den Energiebedarf sowie Treibhausgasemissionen. Ohne Elektrifizierung des Antriebsstrangs können die hochgesteckten Klimaziele und vorgeschriebenen CO₂-Grenzen im Sektor Verkehr nicht erreicht und die österreichische Ölimportabhängigkeit nicht minimiert werden. Um die Auswirkungen einer hohen Durchdringung von Elektrofahrzeugen auf das Stromnetz zu untersuchen, wird im Projekt ZENEM die Umstellung einer gesamten Funktaxiflotte auf rein elektrisch betriebene Fahrzeuge inkl. Ladestelleninfrastruktur näher analysiert.

Für Zwecke der Vermittlung sind die Funktaxis der betrachteten Wiener Flotte bereits seit 2006 mit GPS-Sendern ausgestattet. Aus den übermittelten GPS-Daten werden die verkehrsrelevanten Merkmale extrahiert und die Anwendbarkeit der Taxistandplätze als Standorte für Ladestationen geprüft. Mittels der drei zu variierenden Parameter „Batteriekapazität“, „Ladeleistung“ und „Ladestellenausbau“ werden verschiedene Szenarien definiert, welche in den anschließenden Analysen unter Zuhilfenahme von Netzberechnungs- und Mathematiksoftware untersucht werden. Die Grundvoraussetzung für die weitere Betrachtung ist die Erfüllung der Mobilitätsanforderungen an die betrachteten Taxis. Im ersten Schritt wird keine Veränderung des derzeitigen Funktaxibetriebes angenommen. Darauf aufbauend werden die szenarienabhängigen, an den Taxistandplätzen auftretenden Summenladeprofile ermittelt und die Niederspannungsnetze in Hinsicht auf Spannungshaltung und Strombegrenzung simuliert. Um qualitativ richtige Aussagen treffen zu können, wird vorher der derzeitige Verbrauch von Haushalten und Gewerbe an diesen Standorten durch Langzeitleistungsmessungen bestimmt.

Mittels vereinfachter thermischer Modelle werden kurzzeitige Überlastungen der elektrischen Netzkomponenten berücksichtigt. Diese temporären Überbelastungen ermöglichen die Versorgung einer starken Ladedurchdringung mit minimalem Netzausbau und können akzeptiert werden, solange die negativen Auswirkungen auf die einzelnen Komponenten vernachlässigbar sind.

Erreichen die Netzbelastungen ein untragbares Ausmaß, so werden netzorientierte Ladestrategien entwickelt, welche die Übertragung nachhaltig ermöglichen. In Folge muss wieder überprüft werden, ob die Mobilitätsbedürfnisse, trotz Änderung der Ladevorgänge, weiterhin im gleichen Maße erfüllt bleiben.

Die Ergebnisse und Erkenntnisse des Projekts ZENEM sollen dem Netzbetreiber einen minimalen Netzausbau trotz Ladeinfrastruktur ermöglichen und den Unternehmen des Taxigewerbes als Impulsgeber dienen, um mit vermindertem Risiko auf Elektromobilität umzusteigen. Durch den abschließenden Workshop zum Thema ökologische und ökonomische Aspekte und Rahmenbedingungen mit Experten aus Energie, Verkehr und Politik können weiterführende Realisierungsvorhaben nahtlos anschließen.