Grids and Benefits

Wie können wir markt- und netzdienliches Laden ermöglichen?

Heute fehlt es den Stromverbrauchern in den Haushalten an Anreizen, ihre Autos aufzuladen, wenn erneuerbare Energien verfügbar sind und das Netz über die nötigen Kapazitäten verfügt, um sie zu transportieren. Die Autofahrer werden im Allgemeinen über schwankende Strompreise oder Kapazitätsengpässe im Netz im Unklaren gelassen. Stattdessen steigen die Abregelungen und Kosten für das Engpassmanagement weiter an.

Um hier Abhilfe zu schaffen, haben wir uns mit wichtigen Innovatoren aus der gesamten Energie- und Mobilitätswertschöpfungskette zusammengeschlossen. Gemeinsam wollen wir Pionierarbeit für das intelligente uni- und bidirektionale Laden leisten. Durch die Nutzung der Ladeflexibilität wollen wir die Kosten für Autofahrer und das gesamte Stromsystem senken, indem wir niedrige Großhandelspreise nutzen und den Redispatch reduzieren.

Unsere Partner umfassen die gesamte Wertschöpfungskette

Die Corporate Co-Innovation Platform von UnternehmerTUM fördert die branchenübergreifende Zusammenarbeit durch strukturierte Workshops und agile Entwicklungszyklen, die ein schnelles Prototyping und Pilotierungen ermöglichen. Durch die Bündelung unterschiedlicher Kompetenzen und Ressourcen ermöglicht die Plattform den Wissenstransfer, beschleunigt Innovationen, verkürzt die Markteinführungszeit und geht komplexe Herausforderungen im Energie-Ökosystem an, indem sie die Projektpartner in den Mittelpunkt stellt.

Projektumfang: Vom Problem zur Lösung in 6 Monaten

Problem

Begrenzte Netzkapazitäten

Engpassmanagement und Netzausbau stellen heute eine zunehmende finanzielle Belastung für das deutsche Stromsystem dar. Gleichzeitig bremsen die hohen Strompreise und die geringe Kaufbereitschaft die Marktdurchdringung der Elektrofahrzeuge. Insbesondere das Fehlen von last- und preisabhängigen Signalen und Anreizen behindert die Nutzung der Flexibilität der Elektroautos.

Ansatz

Markt- und netzdienliche Anreize

Deshalb haben wir ein neuartiges, harmonisiertes Netzsignal entwickelt, das sowohl das Übertragungs- als auch das Verteilungsnetz repräsentiert. Dieses integrierte Lastsignal kann von Aggregatoren und EMSPs verwendet werden, um das Laden zu Hause und das öffentliche Laden entsprechend den schwankenden Strompreisen und der Netzlast zu optimieren.

Potenzial

Individuelle und systemweite Vorteile

Infolgedessen werden durch die Nutzung niedriger Strompreise und die Vermeidung von Netzengpässen Einsparungen erzielt. Diese sollten entlang der Wertschöpfungskette verteilt werden, wodurch das Laden erschwinglicher wird, die Anbieter von Flexibilitätsdienstleistungen gestärkt werden und die Systemkosten für alle sinken.

Die Netzkapazität erreicht ihr Limit

Netzengpässe können sowohl auf der Ebene der Übertragungsnetzbetreiber (ÜNB) als auch der Verteilernetzbetreiber (VNB) auftreten. Gegenwärtig sind Engpässe zu einem großen Teil das Produkt der folgenden Faktoren:

Begrenzte Übertragungskapazitäten behindern den effizienten Transport grüner Energie (z. B. vom Norden zu den industriellen Zentren im Süden), was zur Abregelung der erneuerbaren Energien und zur Aktivierung von Kohle- oder Gaskraftwerken führt.
PV-Spitzen, die durch die hohe Synchronität der Solarstromerzeugung, insbesondere während der Mittagszeit, verursacht werden, führen zu Engpässen auf der VNB-Ebene.
Lastabhängige Engpässe, die z. B. durch das gleichzeitige Laden von Elektrofahrzeugen in den frühen Abendstunden verursacht werden, sind aktuell selten, werden aber in Zukunft das Netz stärker belasten.

EVs bieten ein enormes Flexibilitätspotenzial

Welche Anreize gibt es bereits?

Elektrofahrzeuge bieten ein erhebliches Lastverschiebungspotenzial, da sie während des Ladevorgangs über einen kurzen Zeitraum eine hohe Strommenge verbrauchen, während sie in der Regel über einen viel längeren Zeitraum an das Stromnetz angeschlossen sind. Diese verlängerte Anschlusszeit schafft Flexibilität und ermöglicht es, den Ladevorgang in Zeiten geringerer Netznachfrage oder höherer Verfügbarkeit erneuerbarer Energien zu verlagern.

Schon heute gibt es marktwirtschaftliche Anreize, um die Flexibilität des Stromverbrauchs zu fördern - zum Beispiel durch dynamische Stromtarife oder reduzierte Netzentgelte für steuerbare elektrische Einheiten wie Wallboxen. Um jedoch sehr kurzfristige, gezielte und regionale netzbasierte Anreize für ein netzdienliches Verhalten der Verbraucher zu schaffen, müssen die Netzentgelte dynamisch sein.

In Phase 2 gehen wir zu dynamischen Netzentgelten über

Kostenorientierte Netzentgelte müssen eine hohe zeitliche und räumliche Auflösung aufweisen. Dynamische Netzentgelte werden ex-ante auf der Grundlage von Echtzeitinformationen vom Großhandelsmarkt, Wettervorhersagen und Lastprognosen auf den unteren Spannungsebenen festgelegt. Durch ihre Anpassung in 15-Minuten-Intervallen können die aktuellen Netzbedingungen kontinuierlich berücksichtigt werden.

Unser Pilot für dynamische Netzentgelte

Wir bauen ein Pilotprojekt auf, um die Machbarkeit und Wirksamkeit dynamischer Netzentgelte in der Praxis zu testen. Zu unseren Prioritäten in diesem Pilotprojekt gehört die Berechnung der Netzentgelte auf der Ebene der einzelnen Umspannwerke. Außerdem werden die Wallboxen bestimmten Umspannwerke zugeordnet. Der Ladevorgang wird dann entsprechend den Day-Ahead- und Intraday-Marktsignalen sowie den dynamischen Netzentgelten optimiert.

Personen und Stimmen

"Großartig, dass UnternehmerTUM in diesem wichtigen Innovationsthema - an dem auch viele Startups hängen - eine Plattform Rolle übernimmt. Ganz herausragend moderiert"

Herbert Diess, Vorsitzender des Aufsichtsrats, Infineon

"UnternehmerTUM has done an outstanding job of bringing market participants together, gathering information, and conveying it in a way that is understandable to everyone"

Maraflor Brunner, Senior Product Manager, MAINGAU Energie