NETZOPTIMIERENDE MAßNAHMEN AUS SICHT DER INDUSTRIE - MERIT ORDER NETZAUSBAU 2030 (MONA 2030).
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NETZOPTIMIERENDE MAßNAHMEN AUS SICHT DER INDUSTRIE. MERIT ORDER NETZAUSBAU 2030 (MONA 2030). 26. FFE-FACHTAGUNG Xaver Pfab, Michael Müller-Ruff, Stephan Auracher 5. April 2017
NETZOPTIMIERENDE MAßNAHMEN AUS SICHT DER INDUSTRIE.
BEWERTUNG DER IM PROJEKT MONA ERARBEITETEN MAßNAHMEN.
Relevanz für BMW Bewertung
Demand Response in der Industrie ja Vermarktung von KWK- und steuerbaren
Kleinanlagen in System-Dienstleistungen
Hybridnetze – Power to Heat/Gas In Bewertung Derzeit kein wirtschaftlicher Einsatz für
BMW gegeben
Quartierspeicher für Netzentlastung In Bewertung Tbd., mit anhaltender Kostendegression
verschiedene Anwendungen möglich
Gleichspannungsverteilnetze nein
Hausspeicher zur Netzentlastung Ja Bestandteil von Heimenergie-
Managementsystemen
Ladesteuerung von Elektrofahrzeugen Ja Gesteuertes Laden in der Spannweite Home
– Flottenladen - netzdienlich
Demand Side Management in Haushalten Ja Bestandteil von Heimenergie-
Managementsystemen
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 2
NETZOPTIMIERENDE MAßNAHMEN AUS SICHT DER INDUSTRIE.
DAS ENERGIEWIRTSCHAFTLICHE ZIEL-DREIECK GILT AUCH BEI BMW.
Wirtschaftlichkeit
Identifikation und Nutzung aller
Einsparpotenziale.
Nachhaltigkeit Versorgungssicherheit
100% emissionsfreie Betrieb und Produktion ohne Ausfälle
Energieversorgung bei der und Einschränkungen
Elektrizität und Wärme
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 3
ENERGIEWENDE SIEHT INTERNATIONAL SEHR UNTERSCHIEDLICH AUS – WIR VERFOLGEN UNTERNEHMENSZIELE MIT BEZUG ZUR ENERGIEWENDE. Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 4
DEMAND RESPONSE IN DER INDUSTRIE.
.
Die BMW Group optimiert den Lastgang
konsequent, um Leistungsspitzen in der
Standortversorgung zu minimieren.
Michael / Dominik: habt Ihr ein passendes Bild?
Das Smart Energy Backbone visualisiert den Lastgang und
ermöglicht die Hebung von Einsparpotenzialen.
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 5
DEMAND RESPONSE BEI DER BMW GROUP. TECHNISCHE ANLAGEN IN SYSTEMDIENSTLEISTUNGEN. Prämisse: Die Produktionsprozesse haben unbedingten Vorrang. Vermarktung von KWK-Anlage in der SRL an 9 BMW Standorten national/international, derzeit ca. 50MW Aggregation von Kleinstflexibilitäten und Vermarktung dieser in der PRL an 4 Standorten, derzeit ca. 3MW Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 6
DEMAND RESPONSE BEI DER BMW GROUP.
ÜBERBLICK PROJEKTE FLEXIBILITÄTSVERMARKTUNG.
Werk
Werk
Leipzig
Regensburg
KWK: KWK:
Status: Präqualifiziert
Status: Präqualifizierung läuft
Lüftung:
Status: Technische Befähigung Chennai
Kaliningrad
Werk Hams Hall Berlin
Oxford
Oxford Swindon
Born
Eisenach Leipzig Werk Dingolfing
Spartanburg Goodwood
KWK: (2014) Fahrzeuge
Wackersdorf
Status: Potentialuntersuchung Moses Lake Regensburg
Lüftung: Landshut Dingolfing KWK:
Status: Potentialuntersuchung
Eisenach2
München Steyr Status: in Planung
Lüftung:
Graz
Status: Technische Befähigung
Werk Kairo Jakarta
Landshut
Spartanburg
KWK:
Werk Dingolfing
Status: Präqualifiziert Komponenten
Rosslyn
Lüftung:
Status: Präqualifiziert (300 kW)
Manaus KWK:
Werk FIZ Werk Status: Präqualifiziert
München München Steyr
KWK: KWK: KWK:
Status: in Planung Status: Präqualifiziert Status: Potenzialuntersuchung
Lüftung: Lüftung: Lüftung:
Status: Potentialuntersuchung Status: Präqualifikation läuft Status: Potenzialuntersuchung
Kältemaschinen: Kältemaschinen:
Status: Potentialuntersuchung Status: Potentialuntersuchung
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 7
HYBRIDNETZE – POWER TO HEAT/GAS
.
Die BMW Group wird den Ressourcenverbrauch (Energie,
Wasser, Abfall, Lösungsmittel) pro produziertes Fahrzeug
bis 2020 um 45 Prozent senken (Basisjahr 2006).
Umweltfreundliche Energieerzeugung: die Methangasanlage im
US-amerikanischen BMW Group Werk Spartanburg.
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 8
HYBRIDNETZE – POWER TO GAS: H2 ALS ENERGIETRÄGER.
AUSBLICK: ROLLE H2 IN DER NACHHALTIGEN MOBILITÄTSSTRATEGIE VON BMW.
.
Potentielle Erweiterung des Portfolios H2-FCEV ist eine alltagstaugliche Null-
Emissions-Lösung für hohe Fahrwiderstände
hoch und hohen täglichen Reichweitenbedarf.
FCEV
Täglicher Reichweitenbedarf
H2-Erzeugung und -Infrastruktur bis 2030
mit großen Unsicherheiten / geringer
mittel Eintrittswahrscheinlichkeit (Invest,
PHEV Wirtschaftlichkeit).
Auch wenn eine saisonale H2 Speicherung
BEV notwendig werden sollte, sind BEV wertigere
klein Elemente in der Energiewende aufgrund der
ca. 3-fachen Energieeffizienz bei gleicher
MINI i3 X1 3er X3 5er X5 7er Transportleistung.
Fahrzeugsegment
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 9
LADESTEUERUNG VON ELEKTROFAHRZEUGEN UND RELEVANTER SYSTEME.
.
Die BMW Group ist führend mit ihrem
ganzheitlichen Ansatz für Premium-
Elektromobilität.
Perfekt für die Stadt: der BMW i3.
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 10THEORETISCH BENÖTIGTE KUNDENNACHFRAGE NACH E-MOBILITÄT ZUR
ERREICHUNG DER AKTUELL DISKUTIERTEN CO2-FLOTTENGRENZWERTE IN EUROPA.
50%
40%
30%
PHEV
20%
10% BEV
0%
2016 2017 2018 2019 2020 2021 2022 2023 2024 2025 2026 2027 2028 2029 2030
Fokus MONA 2030
Der für 2025 diskutierte CO2-Zielkorridor übersteigt das erschließbare Potenzial der Verbrennungsmotorantriebe deutlich.
Die Erreichung der CO2-Flottenziele hängt deshalb von der Kundenakzeptanz der Elektromobilität ab.
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 11Anzahl, Mix BEV / PHEV,
Speicherkapazitäten mit Unschärfen!
In den wichtigen Automobilmärkten vollzieht
sich der Wandel zur Elektromobilität deutlich
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 schneller als in Deutschland! Seite 12ROLLOUT DER ELEKTRIFIZIERTEN ANTRIEBE.
PRODUKTPORTFOLIO UND E-REICHWEITEN WACHSEN WEITER.
Sieben BMW Modelle mit E-Antrieb oder Plug-in Hybrid:
BMW i3 aktuelle E-Reichweite Zukünftig
weitere elektrifizierte Fahrzeuge folgen. 200 km*/300 km** 250 km/380 km**
BMW 530Le
BMW 225xe BMW 330e BMW 740e BMW X5 xDrive40e
BMW i8
iPerformance iPerformance iPerformance iPerformance
aktuelle E-Reich- zukünftig
weite 30-50 km** 55-90 km**
* Kundenorientierte e-Reichweite
** e-Reichweite im NEFZ
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 13BMW DIGITAL CHARGING SERVICES
EIN BREITBANDIGES ANGEBOT FÜR DEN FAHRZEUG-KUNDEN.
MY HOME ENERGY WALLBOX PRO
CENTER Intelligent charging interface and connection
of vehicle to home charging services
Energy management devices in
cooperation with external partners
GREEN ENERGY
High-quality green electricity
INSTALLATION-
offers with partners SERVICE
Installation check and Wallbox
installation from one provider
ENERGY STORAGE MY GREEN ENERGY
CONCEPT Solar systems and carports
Maximization of energy usage from in cooperation with external partners
renewable self-generation
BMW i DIGITAL CHARGING SERVICES (DCS).
MY CHARGING MANAGER MY CHARGING MANAGER PLUS
Cost-optimized charging in consideration of Integrated home energy management system and
dynamic tariffs. integration of solar installations.
Integration of charging and load limiting.
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 14DIGITAL ENERGY SOLUTION.
ANGEBOTSPALETTE FÜR DEN B2B-KUNDEN.
3. Vernetzte Optimierung
Gewerbekunden vernetzen Ihre Elektrofahrzeuge
sowie andere Verbraucher und vermarkten Ihre
Flexibilitäten.
2. Lokale Optimierung
Gewerbekunden optimieren ihr Energiesystem durch die
Flotten- integration von lokalen Erzeugungsanlagen und Speichern Lösungen zur
in Verbindung mit Ladelösungen für Elektrofahrzeuge.
Ladelösungen Energieerzeugung und
Speicherung
1. Transparenz und Analyse
Digital Energy Solutions vernetzt Wärme,
Elektrizität und Mobilität mit detaillierten Energy sectors
Analysemöglichkeiten.
Mobility Power Heat
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 15FLEXIBILITÄT BEIM LADEN.
BEISPIEL „LADEN ÜBER NACHT“. Vereinfachte Darstellung!
Anstecken Abstecken
Fzg. i3 Ladezeitfenster
Kunde: Pendler
Tagesfahrleistung 50km
Energiebedarf: 8 – 10kW / Tag
Ladeleistung: 3,7kW
Ankunft abends: 20.00
Abfahrt morgens: 7.00
Ladezeitfenster: 11h
Ladezeit: 2 – 3h oder oder
3,7
Ladeleistung [kW] Einstellung: Einstellung: Einstellung:
Heute (Serie BMW i3) bereits
„sofort Laden“ „günstig Laden“ „Laden auf
verschiedene Einstellungen (z.B. 22.00–5.00) Abfahrtszeit“
möglich.
18.00 20.00 22.00 24.00 02.00 04.00 06.00 08.00
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 16FLEXIBILITÄT BEIM LADEN.
BEISPIEL „LADEN ÜBER NACHT“. Vereinfachte Darstellung!
Anstecken Abstecken
Strompreis
Fzg. i3 [ct/kWh] Ladezeitfenster
Kunde: Pendler
Tagesfahrleistung 50km
Energiebedarf: 8 – 10kW / Tag 28
Ladeleistung: 3,7kW
Ankunft abends: 20.00
Abfahrt morgens: 7.00
Ladezeitfenster: 11h
Ladezeit: 2 – 3h
3,7
Ladeleistung [kW] Einstellung:
Künftig: „dynamischer Tarif“
- Laden nach dynamischen
Tarifsignalen
- Ladeunterbrechungen mit
Lastmanagement
- Regelleistungserbringung (im
Pool)
- Rückspeisen 18.00 20.00 22.00 24.00 02.00 04.00 06.00 08.00
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 17FLEXIBILITÄT BEIM LADEN.
BEISPIEL „LADEN ÜBER NACHT“. Vereinfachte Darstellung!
Anstecken Abstecken
Leistungs-
Fzg. i3 grenzwert [%] Ladezeitfenster
Kunde: Pendler Pmax
Tagesfahrleistung 50km
Energiebedarf: 8 – 10kW / Tag 100
Ladeleistung: 3,7kW
Ankunft abends: 20.00 50
Abfahrt morgens: 7.00
Ladezeitfenster: 11h 0
Ladezeit: 2 – 3h
3,7
Ladeleistung [kW]
Künftig:
- Laden nach dynamischen
Tarifsignalen
- Ladeunterbrechungen mit
Lastmanagement, z.B. §14a
- Regelleistungserbringung (im
Pool)
- Rückspeisen 18.00 20.00 22.00 24.00 02.00 04.00 06.00 08.00
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 18FLEXIBILITÄT BEIM LADEN.
BEISPIEL „LADEN ÜBER NACHT“. Vereinfachte Darstellung!
Anstecken Abstecken
Regelleistungs-
Fzg. i3 abruf [kW] Ladezeitfenster
Kunde: Pendler
Tagesfahrleistung 50km
Energiebedarf: 8 – 10kW / Tag
Ladeleistung: 3,7kW
Ankunft abends: 20.00
Arbeits-
Abfahrt morgens: 7.00 punkt
Ladezeitfenster: 11h
Ladezeit: 2 – 3h
3,7
Ladeleistung [kW]
Künftig:
- Laden nach dynamischen
Tarifsignalen
- Ladeunterbrechungen mit
Lastmanagement
- Regelleistungserbringung (im
Pool)
- Rückspeisen 18.00 20.00 22.00 24.00 02.00 04.00 06.00 08.00
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 19PRAXISBEISPIEL:
BMW I CHARGE FORWARD.
- Flotte mit 100 BMW i3 Kunden in der San Francisco Bay Area
- Dauer: 7/2015 – 12/2016
- Smart-Phone App für Geschäftsmodell
- Stationärspeicher
- Geschäftsmodell: Kunden werden an den Erträgen der
Flexibilitätsvermarktung beteiligt:
1000$ „Up-front“ Incentivierung
1$/ Tag Vergütung bei DR Event-Teilnahme
- Herausforderung: Erfüllung der techn. Anforderung mit
einfachsten Mitteln (i3 Serienfzge., Connected drive Serie)
San Francisco-
Peninsula:
Weltweit höchstes
Pacifc Gas & Electric Aufkommen an
Elektrofahrzeugen
GELI: Microgrid energy Princeton Power Systems 2nd life MINI E battery
Smartphone App management software 100 kW grid-tied inverter packs and battery
management system
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 20BMW I CHARGE FORWARD.
INTERAKTION UND WIRKUNG.
Sehr einfache Funktionalität:
Ladeleistung Fahrzeug-Pool Leistung Stationärspeicher
Ladestatus Aktuelle Vergütung
+
Blick ins Stromnetz
Fahrzeug-Pool und
stationärer Speicher
erzeugen zusammen
100kW Netzentlastung
Kunde hat die Kontrolle: kann eine Ladeunterbrechung
ablehnen.
Incentivierung: 1$ / Tag bei Teilnahme Erlös für 100kW D/R – Service (von PG&E an BMW): Mindest-Lastreduktion von 100 kW (27 xEV’s @ 3.7kW) für 60Min.
Max. EV-Pool Power: 370 .. 700kW (@ 100 EV`s, 3,7 / 7kW Ladeleistung)
3.000 $ / Monat
Stationärer Speicher am Tech-Office: 100kW/225kWh
Reaktionszeit: 5 Min.
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 21DIE TECHNISCHEN MÖGLICHKEITEN SIND GEGEBEN.
DIE REGULATORIK MUSS ABER GESTALTET WERDEN.
Beispiel: Netzentlastung durch Ladeunterbrechung beim Elektrofahrzeug - von der Funktionsidee zur operativen Anwendung
Funktion System Gesetz zur Digitalisierung EnWG, §14a EnWG, §§ 21a, 24, 29,
der Energiewende: ARegV
Smart Meter Gateway
Quelle:
Bundesamt für Sicherheit in der Informationstechnik (BSI)
Ausführungsverordnung Anreizregulierung für Netzbetrieb:
in Arbeit derzeit kein intelligentes
Lastmanagement berücksichtigt.
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 22CUSTOMER JOURNEY 2030.
DAS ELEKTROFAHRZEUG IST BESTANDTEIL DES ENERGIESYSTEMS.
• Die Speicherkapazität wird weit über den Tages-Fahrbedarf ansteigen – • Die Verfügbarkeit von Elektrofahrzeugen für
es werden freie Speicherkapazitäten > 20kWh verfügbar. netzdienliche Verwendung wird steigen von
• Elektrofahrzeuge werden rückspeisefähig. ca. 4h (heute) > 12h
Laden zuhause Laden am Arbeitsplatz
Laden unterwegs
(Abends, Wochenende) (Arbeitstage)
Ladeinfrastruktur in Städten
Schnell-Ladenetze (wie Tankstellen)
mit 50 … >300kW Leistung
PV-Anlagen, Heimspeicher Flottenladelösungen
Elektrofahrzeug(e) laden und lokale Erzeugung, Mittelspeicher
speisen zurück mit 3,7 … 11kW Elektrofahrzeuge laden und speisen zurück
mit 3,7 … 11kW
Eigenverbrauchsoptimierung
Lastmanagement Kunde hat immer die Kontrolle: Peak-Shaving
Netz-Dienstleistungen Informationen und Aktionen Lastmanagement
via Smart-Phone Netz-Dienstleistungen
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 23ZUSAMMENFASSUNG.
Industriebetriebe bieten mit der
Energieverbrauch nach Sektoren Lastflexibilisierung einen der
größten Stellhebel
Gewerbe/Dienstleister; Industrie; 30%
15%
Produkte und Dienstleistungen
zur
• Lokalen Energierzeugung und
-speicherung
• Lastflexibilisierung und
Vermarktung
haben globales Haushalte; 26%
Wachstumspotenzial Quelle: Arbeitsgemeinschaft
Energiebilanzen (AGEB)
Verkehr; 29%
Chance für den Der elektrifizierte Verkehrssektor
Wirtschaftsstandort Deutschland bietet mehr Chancen als Risiken
in der Energiewende
Netzoptimierende Maßnahmen aus Sicht der Industrie Xaver Pfab 5. April 2017 Seite 24HERZLICHEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT. HERZLICHEN DANK FÜR IHRE AUFMERKSAMKEIT.
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