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Leitprojekt: eSolcar 

e-Solcar System aus Brandenburg und Berlin

Elektroautos wird die Zukunft gehören, denn sie nutzen erneuerbare Energie und sind extrem effizient. Während bei einem Verbrennungsmotor rund zwei Drittel der Energie einfach verpuffen, liegt der Wirkungsgrad eines Elektromotors bei rund 80 Prozent. Dennoch sind viele mit dem Elektroauto verbundene Fragen noch nicht geklärt. Dazu gehören die Speicherung von Energie in heute noch viel zu schweren Batterien, die Abgabe der Energie an den Ladestationen und die Gestaltung des Versorgungsnetzes.

Ziel des Leitprojekts ist es,  ein Modell für den Einsatz von Elektrofahrzeugen in Städten zwischen 50.000 und 200.000 Einwohnern zu entwickeln und zu erproben. Das Projekt beschäftigt sich zum einen mit technischen Fragen wie der Zwischenspeicherung von aus solarer Strahlungsenergie gewonnenen Elektroenergie in einer Pufferbatterie und dem Stromfluss an der Ladesäule. Zum anderen wird mit einer Flotte von Elektrofahrzeugen erprobt, wie das innerstädtische Versorgungsnetz technisch ausgelegt werden muss.

Dafür wird eine 100 Kilowatt Photovoltaikanlage aufgebaut und eine 500 Kilowatt Blei-Gel Batterie entwickelt. Um die strukturellen Aspekte zu untersuchen, werden an der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus und in der Cottbuser Innenstadt Ladeinfrastrukturen geschaffen und bis zu 50 Elektroautos im Einsatz erprobt. Der Aufbau der Photovoltaikanlage und der Speicherbatterie haben begonnen. Die Beschaffung der Elektrofahrzeuge ist in Vorbereitung.

Das Projekt ergänzt das im Bereich Verkehrssystemtechnik gestartete Leitprojekt Modellregion Berlin-Potsdam, in dem es eine Zukunftsvision für die Elektromobilität entwickelt. Die beiden Projekte e-Solcar und Modellregion Elektromobilität Berlin-Potsdam werden stark kooperieren.

Modellregion Elektromobilität Berlin-Potsdam

Grundlage für das Projekt ist die erfolgreiche Teilnahme an einer Ausschreibung zum  übergeordneten Forschungs- und Entwicklungsprogramms "Nachhaltige Mobilitätsforschung" des Konjunkturpaketes II . Im Juni 2009 wurden Berlin und Potsdam, die eine gemeinsame Bewerbung abgegeben hatten, zusammen mit sieben anderen Bewerbern als Modellregion Elektromobilität ausgewählt.

Ziel ist es, die Potenziale der Elektromobilität in einer großstädtisch geprägten Modellregion wie der Hauptstadtregion zu überprüfen. Dabei spielen verkehrs- und energiebezogene sowie umweltorientierte Aspekte eine Rolle. Es geht um die Integration von Elektroautos in die vorhandene Infrastruktur. Im Vordergrund stehen dabei die Durchführung und Auswertung integrativer, betreibergestützter Praxisprojekte mit verschiedenen Elektrofahrzeugen, um insbesondere die Integration der Elektromobilität in den Öffentlichen Verkehr, in Tourismus, in Wohnungsdienstleistungen sowie in der City-Logistik zu erproben und daraus Schlussfolgerungen für Wirtschaft und Politik zu ziehen.  Dabei werden auch die dahinter stehenden Geschäftsmodelle, das Zusammenspiel zwischen Fahrzeugen und Infrastruktur und die Einpassung in die verkehrspolitischen Leitbilder der Länder und Kommunen untersucht.

Dazu habe bereits mehrere Projekte ihre Tätigkeit aufgenommen, die Einzelaspekte innerhalb des dargestellten Gesamtzusammenhangs behandeln.  INFABB - die Initiative "Innovative Fahrzeugantriebe Berlin-Brandenburg e.V." - bündelt die Potenziale der Region im Bereich Forschung und Entwicklung von innovativen Antrieben und fördert den Austausch zwischen Wirtschaft und Wissenschaft.

Im Pilotprojekt Mini E Berlin, welches von Vattenfall vorangetrieben wird, sind aktuell 50 rein elektrisch betriebene MINI E der BMW Group auf den Straßen von Berlin im alltäglichen Fahrbetrieb unterwegs. Bei der Auswahl der Nutzer wurde darauf geachtet, einen möglichst breiten Querschnitt der möglichen Zielgruppen abzubilden. Anfang 2010 wird die zweite Phase des Feldversuchs mit einer neuen Auswahl von Nutzern starten. Neben den Ladeboxen bei den Nutzern zuhause oder am Arbeitsplatz installiert Vattenfall Europe in Berlin bis zu 50 Ladestationen, die so ausgestattet sind, dass sie unabhängig vom E-Fahrzeugtyp sowie von Kunden unterschiedlicher Energieversorger genutzt werden können. Am Ludwig Erhard Haus der Berliner Wirtschaft in Charlottenburg wurde am 20.5.2009  eine Stromtankstelle des Energieversorgers Vattenfall in Betrieb genommen.

Darüber hinaus hat das Bundesministerium für Bildung und Forschung über die Fraunhofer-Gesellschaft das Forum Elektromobilität in Berlin gegründet. Die Eröffnung fand am 9. September 2009 statt. Das Forum soll allen Akteuren im Bereich der Elektromobilität als Integrations- und Partnerplattform zur Verfügung stehen.

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Elektromobilität Modellregion Berlin / Potsdam

Modellregion Berlin-Potsdam

Aktivitäten

Eine Flotte von Elektroautos und -fahrrädern soll betrieben werden, die in den Öffentlichen Verkehr u.a. durch einen gemeinsamen Fahrschein integriert wird und spontan in der Stadt sowie dem Umland genutzt werden kann. Touristische Angebote werden angebunden. In ausgewählten Stadtquartieren soll ein Car Sharing-Angebot für die Bewohner eingerichtet werden, das neben Elektroautos auch Elektrofahrräder und -roller umfasst.

City-Logistik-Konzepte zur umweltschonenden Versorgung der Hauptstadtregion sollen erprobt werden ohne auf hohe Lieferflexibilität und Leistungsfähigkeit verzichten zu müssen.

Die Praxisprojekte sollen außerdem durch Marketing und Kommunikationsmaßnahmen unterstützt werden.

Einbettung in die Region 

Die Modellregion Berlin-Potsdam zielt darauf ab, die Potentiale der Elektromobilität in der Hauptstadtregion aus verkehrlicher, energiebezogener, umweltorientierter und städtebaulicher Sicht zu erschließen. Der politische Handlungsbedarf soll ermittelt werden, orientiert an den strategischen Zielen des Berliner Stadtentwicklungsplans Verkehr bzw. des Verkehrsentwicklungsplans der Landeshauptstadt Potsdam, der jeweiligen städtischen Nahverkehrspläne und des Klimaschutzprogramms. Neue Mobilitätsdienstleistungen und Geschäftsmodelle sollen entwickelt bzw. erprobt werden, auch im Sinne einer Stärkung der Wissenschaftsregion Berlin/Brandenburg.

Schwerpunkt

Im Vordergrund stehen die Durchführung und Auswertung verschiedener integrativer, betreibergestützter Praxisprojekte, um insbesondere die Integration der Elektromobilität in den Öffentlichen Verkehr, in Tourismus, in Wohnungsdienstleistungen und in der City-Logistik zu erproben und daraus Schlussfolgerungen für Wirtschaft und Politik zu ziehen. Eine diskriminierungsfrei zugängliche Ladeinfrastruktur im öffentlichen Straßenraum bildet eine wesentliche Klammer um die Vorhaben.

Zeitplan

2009

• Einbettung der Projektmodule in eine integrative Gesamtkonzeption
• Planerische Vorbereitung und Genehmigung städtebaulich integrierter öffentlicher Ladeinfrastruktur
• Integration „externer" privatwirtschaftlicher Projektaktivitäten der Region zur Elektromobilität

Anfang 2010

• Kontinuierlicher Ausbau der Ladeinfrastruktur
• Start von Laborprojekten zur Integration öffentlicher Räder und öffentlicher Autos in das ÖPNV-Angebot
• Analyse und Auswahl des Pilotgebiets für die Integration von Elektromobilität und neuen Logistikkonzepten

Mai 2010

• Start und schrittweise Ausdehnung der Pilotphase zur Angebotsintegration Elektromobilität/ÖPNV
• Start der wissenschaftlichen Begleituntersuchungen

Sommer 2010

• Start der Laborphase für die Integration von Elektromobilität und neuen Logistikkonzepten

Ansprechpartner: Frank Behrendt

BTU-Projekt »e-SolCAr«

Lehrstuhl Energieverteilung und Hochspannungstechnik von Prof. Dr. Harald Schwarz untersucht die Auswirkungen von Elektrofahrzeugen und Photovoltaik auf die städtischen Stromnetze

Auf dem Innovationsgipfel Berlin-Brandenburg am 9. September 2009 wurde im Beisein der brandenburgischen Wissenschafts- und Wirtschaftsminister sowie der Senatoren von Berlin das BTU-Projekt »e-SolCAr« als neues berlin-brandenburgisches Leitprojekt im Bereich der Elektromobilität vorgestellt.

Die BTU, unter der Federführung von Prof. Dr. Harald Schwarz Lehrstuhl Energieverteilung und Hochspannungstechnik, untersucht die Auswirkungen von Elektrofahrzeugen in Kombination mit innerstädtischer Photovoltaik auf die Netzstruktur in Städten zwischen 50.000 und 200.000 Einwohnern. Elektrofahrzeuge haben viele Vorteile, sie sind leise, abgasfrei und sehr effizient. Während bei einem Verbrennungsmotor rund zwei Drittel der Energie einfach verpuffen, liegt der Wirkungsgrad eines Elektromotors bei rund 80 Prozent. Gelingt es, regenerative Energien so zwischenzuspeichern, dass sie für die Ladung der Fahrzeugbatterien genutzt werden können, würde dies deutliche Vorteile beim verkehrsbedingten CO2 Ausstoß bringen. Dennoch sind viele mit dem Elektroauto verbundene Fragen noch nicht geklärt. Viele Fragen zur Belastung der Stromnetze durch Elektrofahrzeuge und innerstädtischer Photovoltaik, sowie deren Speicherung sind ungeklärt. Um die strukturellen Aspekte zu untersuchen, werden an der BTU und in der Cottbuser Innenstadt eine große Photovoltaikanlage, stationäre Speicherbatterien sowie eine Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge geschaffen und bis zu 50 Elektroautos im Einsatz erprobt.

Quelle: BTU News · Zeitung der Brandenburgischen Technischen Universität Cottbus   - Nr. 29 - Dezember 2009 - auch hier  zu lesen

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Berlin-Brandenburgisches Leitprojekt: e-SolCar Berlin Brandenburg

- Projektstatus per 25.9.09 -

Vorbemerkung

Nach einjähriger Vorbereitung wurde das neue Leitprojekt auf dem Innovationsgipfel der Länder Berlin und Brandenburg am 9.9.09 im Beisein der Wissenschafts- bzw. Wirtschaftsminister / Senatoren beider Länder vorgestellt. Dieses Projekt soll dass ebenfalls als Leitprojekt „e-mobility in Berlin / Potsdam" auf dem Gebiet der öffentlichen Stromversorgungs-Infrastruktur bei gleichzeitiger Einbindung innerstädtischer Photovoltaik ergänzen.

Ausgangslage und Vorarbeiten

In den zurückliegenden 10 Jahren kam es zu einem rasanten Anstieg regenerativer Stromeinspeisung, vor allem bei Windenergie. Bundesweit liegt dieser Anteil zwar „nur" bei ca. 15 %, aufgrund des deutschlandweit stark unterschiedlichen regenerativen Energiedargebotes kommt es hier zu deutlichen Verwerfungen. Während im ostdeutschen Netz nur etwa 19 % der gesamtdeutschen Last angesiedelt sind, werden 41% der gesamtdeutschen regenerativen Energie eingespeist. Dabei gibt es auch Netzbetreiber, bei denen bis zu 60% des Stromvolumens aus Windenergie kommt. Dies erfordert einen drastischen und schnellen Ausbau der Netzinfrastruktur im Bereich der 20, 110, 220 und 380 kV Netze, der aufgrund langwieriger Genehmigungs- und Einspruchsverfahren leider nicht mit der erforderlichen Geschwindigkeit erfolgt. Regulative Eingriffe der Netzbetreiber, d.h. Zwangsanpassungen konventioneller und regenerativer Einspeisung sind somit erforderlich, um einen Zusammenbruch des Systems zu verhindern. Eingriffe nach EnWG §13 Abs. 1 sind im windstarken Winterhalbjahr (Okt-März) täglich erforderlich, durch den windstarken Sommer 2009 werden vermutlich dieses Jahr Eingriffe an 200 Tagen des Jahres erforderlich werden.

Im Auftrag des Wirtschaftsministeriums Brandenburg hat die BTU Cottbus zusammen mit Vattenfall Europe Transmission, e on-edis, eniva Verteilnetz, ENERTRAG und Nawaro in den Jahren 2006-2008 die Konzeptplanung für den Netzausbau erstellt, der bis 2020 parallel zur Umsetzung der Energiestrategie 2020 des Landes Brandenburg vorzogen werden muss, um den dort festgeschriebenen Aufwuchs regenerativer Energie von 3.500 MW auf 7.500 MW zu ermöglichen. Im Ergebnis wurden ein Leitungsneubau bzw. Leitungsverstärkungen von 1.200 km im 110 kV Netz und bis zu 500 km im 380 kV Netz des Landes Brandenburg identifiziert. Die Studie steht zum download unter www.tu-cottbus.de/cebra

Als Konsequenz der Studienergebnisse, des schleppenden Netzausbaues, der auf absehbare Zeit nicht erweiterbaren Speicherkapazitäten und der weiter stark wachsenden regenerativen und konventionellen Kraftwerksleistung wurde zusammen mit Vattenfall Europe Transmission begonnen, ein Netzforschungs- und Trainingszentrum an der BTU aufzubauen, in dem das Leistellenpersonal von bis zu 10 Netzbetreibern gemeinsam an einem Ort die Beherrschung extremster Betriebssituationen im Netz trainieren können. Das am 10.9.09 in Betrieb genommene und der Öffentlichkeit vorgestellte Trainingszentrum in seiner technischen Leistungsfähigkeit derzeit eine Singularität in Europa und fand neben vielen Gästen deutscher Netzbetreiber auch Interesse bei den polnischen und tschechischen Kollegen.

Projektansatz e-SolCar

Aufgrund ständig sinkender Kosten photovoltaischer Stromerzeugung wird es in absehbarer Zeit zu einem deutlichen Anstieg innerstädtischer Photovoltaik-Anlagen kommen. Dabei ist bislang ungeklärt, ob die Niederspannungsnetze einen derartigen Anstieg der Erzeugerleitung überhaupt verkraften. Erste Abschätzungen zeigen dabei, dass vor allem die Mittelstädte von 50.000-200.000 Einwohner vor erhebliche Probleme gestellt werden können. Im Gegensatz zu sehr großen Städten mit hoher Einwohnerdichte (viele Abnehmer wohnen unter wenig PV-/Dachfläche) und gleichzeitig stark entwickelter Netzinfrastruktur zu Versorgung dieser hohen Lastdichte findet man in o.g. Mittelstädten oft geringer Geschoßhöhen, d.h. weniger Verbraucher unter mehr Dachfläche bei gleichzeitig schwächerer Infrastruktur. Da 80 % der europäischen Bevölkerung in Städten der vorgenannten Größe leben, kann eine Untersuchung innerstädtischer PV-Einspeisung am Beispiel Cottbus (100.000 Einwohner) als übertragbar auf viele andere Städte eingestuft werden. Erste Abschätzungen zeigen, dass die installierbare PV-Leistung in Cottbus theoretisch etwa den 4-fachen Wert des Spitzenverbrauches in der Stadt erreichen kann.

Auch der zusätzliche Leistungsbedarf für Elektromobilität wird deutlich über der Leistungsfähigkeit der städtischen Netze liegen.

Ziele des Projektes sind somit:

a) Analyse des PV-Potentials in der Stadt Cottbus

b) Analyse zusätzlicher Lasten durch Elektromobilität

c) Auswirkungen beider Einflussgrößen auf die Netzstruktur

d) Entwicklung von Konzepten, wie zusätzliche PV-Einspeisung und zusätzliche Last durch Elektromobilität so in Einklang gebracht werden können, dass die Auswirkungen auf die Netzstruktur möglichst gering bleiben

e) Untersuchung zur Nutzbarkeit stationärer Batteriespeicher zur Umladung tagsüber erzeugter PV-Energie auf die nächtliche Fahrzeugladung, bzw. mobiler Fahrzeugbatterien (sofern gerade am Netz), um positive und negative Regelleistung für die Ein- und Ausspeicherung von „Überschuß"-Windenergie zu nutzen

f) Entwicklung einer technischen Schnittstelle zwischen der stationären, netzgeführten Ladesäule und der mobilen Ladesteuerung der Fahrzeugbatterie, ggf. mit Versuchsmusterbau, um ein netzgeführtes, bidirektionales Laden / Entladen zu ermöglichen

Das Projekt wird mit der Durchführung eines Feldversuches verbunden, der folgende Komponenten enthält:

g) PV-Anlage mit 100 kW peak zur Energieerzeugung für Elektrofahrzeuge

h) PV-Meßfeld zur Abbildung unterschiedlichster Dachneigungen und Himmelsrichtungen

i) stationäre Batterie-Anlage mit 500 kWh nutzbarem Lade-/Entlade-Hub zur Zwischenspeicherung für Nachtladung bzw. Netz-Regelleistung

j) Ladeinfrastruktur (ca. 20 Säulen), die im Projektverlauf weiterentwickelt werden sollen, um die Nutzbarkeit der Fahrzeugbatterien zur Regelleistungsbereitstellung im Netz zu untersuchen

k) Ca. 50 Versuchsfahrzeuge (Plug-in Hybride oder vollelektrisch), die ab Herbst 2010 im Versuchsbetrieb sowohl zur Untersuchung des Nutzerverhaltens, als auch möglicher Dienstleistungen im Netz untersucht werden sollen.

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