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Overview
Die Energiewende stellt die Energieversorger und die Netzbetreiber vor eine doppelte Herausforderung. Einerseits müssen sie in der Lage sein, intermittierende Energiequellen wie Wind und Sonne in immer grösserem Umfang zu nutzen, ohne jedoch, dass für die erzeugte Energie die notwendigen Speicherkapazitäten vorliegen. Andererseits müssen sie in der Lage sein, die Stabilität des Netzes zu gewährleisten und die Nachfrage der Verbraucher zu jeder Zeit zu befriedigen.
In diesem Zusammenhang könnte bidirektionales Laden von Batterie-Elektrofahrzeugen (BEVs) mithelfen, um die dezentral auftretenden Schwankungen zwischen Produktion und Verbrauch im Zeithorizont eines Tages auszugleichen. Durch bidirektionales Laden kann die Batterie eines Elektroautos als eine Erweiterung des Stromnetzes angesehen werden und als eine Energiereserve oder einen Energiespeicher als Regelressourcen verwendet werden.
Elektrofahrzeuge werden zu Teilen des intelligenten Stromnetzes. Bidirektionale Ladetechnologie hat das Potenzial die Integration erneuerbarer Energien effizienter zu machen, Netzengpässe zu entschärfen und Netzvolatilität zu minimieren.
Die Technologie hat auch ein transformatives Potenzial für die Energiemärkte indem bidirektionales Laden die Investitionen der Gesellschaft in die Elektromobilität nutzt und die Energieversorgung flexibler gestaltet. So könnten neue Geschäftsmodelle und zusätzliche Einnahmequellen durch die gemeinsame Nutzung der Batterien der Elektromobile ermöglicht werden.
Die potentiellen Anwendungsfälle für bidirektionales Laden sind vielfältig. Für Versorgungsunternehmen und Betreiber grösserer E-Fahrzeugflotten könnten die Vorteile beträchtlich sein, jedoch müssen regulatorische Vorgaben berücksichtigt werden. Es wird zwischen zwei Optionen, vehicle-to-grid (V2G) und vehicle-to-building (V2B) Anwendungsfällen, unterschieden. Bei V2G Anwendungsfällen werden Netzdienstleistungen wie z.B. Engpassmanagement, Frequenzregelung, etc. durch BEVs bereitgestellt, bei V2B-Anwendungsfällen könnte typischerweise der Verbrauch von Gebäuden und Arealen optimiert werden.
Bei der konkreten Umsetzung stellen sich jedoch noch sehr viele Fragen. Aktuell gibt es noch kaum Ladestationen, welche bidirektionales Laden ermöglichen. Ebenso überschaubar sind die Fahrzeugmodelle, welche einen Teil der Energie wieder abgeben können. Bei der Ansteuerung der Fahrzeuge, der Verrechnung der möglichen Dienstleistungsgewinne, sowie der Akzeptanz der Nutzer oder der Garantie der genutzten Batterie ist noch vieles offen.
In dieser Machbarkeitsstudie untersuchen wir die existierende Technologien (Fahrzeuge, Ladeinfrastruktur und Software Steuerungen), überprüfen anhand von einem Simulationsmodell den Mehrwert von bidirektionaler Ladeinfrastruktur unter realen Szenarien.