iP4MoVE

Ergebnistransfer

Projektvideo [Youtube]

Erläuterung des Demonstrators [PDF]

Ausgangssituation

„Die Kilowattstunde an sich hat in Zukunft keinen Wert mehr. Sie wird aber etwas wert, wenn sie zur richtigen Zeit am richtigen Ort entweder erzeugt oder verbraucht wird“, erklärte Ulrich Schmack, Geschäftsführer von Digital Energy Solutions bei der diesjährigen Leitmesse der Energie- und Wasserwirtschaft E-world – energy & water (energate 2017). Fachaussteller und Besucher der vergangenen Veranstaltung World of Energy Solutions (WES) waren sich einig, dass die Kopplung der Sektoren Energie, Wärme und Mobilität notwendig ist (Industrieanzeiger 2016).

Durch die intelligente Vernetzung der Sektoren Energie und Mobilität werden beide Sektoren im Sinne der Energiewende und damit unter der Zielsetzung „Dekarbonisierung durch den Einsatz regenerativer Energien“ optimiert. Zudem wird durch die Vernetzung des Sektors Energie mit dem traditionell getrennt betrachteten Sektor Mobilität eine

1. ökologisch und ökonomisch sinnvolle Planung von Ladezyklen, Ladezeiten und Ladeorten, abgestimmt mit einer logistisch sinnvollen Routenplanung, und
2. eine lokal optimierte Auslastung durch angepasste Energiespeicherung sowie angepassten Energieverbrauch

ermöglicht und somit weitere Flexibilitäten eröffnet.

Lösungsweg

Als erster Schritt zur Konzeptionierung und Entwicklung von Quartieren wurden geeignete Zonen zur Bildung von Energiequartieren anhand identifizierter Einflussfaktoren sowie Randbedingungen ermittelt. Des Weiteren wurden die Anforderungen von Logistikdienstleistern an eine optimale Ladeinfrastruktur berücksichtigt. Dabei wurden typische Transportrouten zugrunde gelegt und auf dieser Basis optimale Positionen an Fernverkehrsstrecken und in der Nähe von Quartieren identifiziert. Eine Sektorenkopplung auf Basis von elektrischer Energie und eine ausgeglichene Bilanzierung trugen zu einer zusätzlichen Erhöhung der Autonomie von Quartieren bei. Anhand zuvor ermittelter relevanter Einflussfaktoren wurde der optimale Aufbau der Infrastruktur einschließlich einer optimalen Speicherdimensionierung vorgenommen. Die Gestaltung von Stromtarifen sowie Ladeangeboten, z. B. durch dynamische Preissignale der Quartiere, führte zu einer lokal verbesserten Auslastung und Ausnutzung des Energienetzes.

Die Sektorenkopplung wurde über eine Plattform realisiert, indem lokales Angebot und Nachfrage mit lokaler und überregionaler Nachfrage aus dem Sektor Mobilität vermittelt werden. Darüber hinaus ermöglicht die Plattform einen echtzeitfähigen Informationsaustausch zwischen Fahrzeugen und Quartieren.

Die entwickelte App, welche während der Transportausführung/Tour eine qualifizierte Auskunft über optimale Ladepunkte während oder am Ende einer optimalen Tour empfiehlt, wurde im Rahmen von Expert:inneninterviews evaluiert.

Die Gesamtergebnisse des Projekts wurden zudem in einer Demonstrationsumgebung im Themenpart des Clusters Smart Logistik in Aachen visualisiert und somit einem interessierten Publikum zugänglich gemacht.

Erwartetes Ergebnis

Auf Basis der Entwicklung der datenbasierten Plattform und der kontextbasierten Applikation besteht das Kernelement aus der Vermittlung zwischen Energieangebot und -nachfrage (Energieinformationen) sowie der Realisierung eines echtzeitfähigen Austauschs zwischen Elektrofahrzeug und Quartier bzw. Ladestationen innerhalb und außerhalb des Quartiers.

Neben der Ermittlung des optimalen Elektrifizierungsgrades (Lastverkehr) und unter Berücksichtigung des ressourcenoptimalen Einsatzes von Transporten und Logistikketten leistet das Forschungsvorhaben damit einen Beitrag zur ökologischen und ökonomischen Gestaltung der Elektromobilität, insbesondere von Lastverkehren, und der nachhaltigen Quartiersbildung sowie der Reduktion der Treibhausgasemissionen durch Integration regenerativer Energiequellen und Speichertechnologien.

Die prototypische Umsetzung im Projekt zeigte exemplarisch synergetische Potenziale, insbesondere am Standort NRW, auf und bildet einen Baustein für eine smarte Mobilität (Mobilität 4.0).

Nutzen für die Zielgruppe

Die Ergebnisse des Vorhabens dienen zur Sicherung eines zukunftsfähigen Verkehrs durch die Elektrifizierung von Fahrzeugen (Mobilität 4.0).

Des Weiteren wurden durch die im Forschungsprojekt gewonnenen Erkenntnisse neue energetische Potenziale gehoben und es entstanden intelligente, innovative Mobilitätskonzepte durch die Vernetzung und Kopplung der Sektoren Energie und Mobilität.