ETG-Kongress 2023 – Vier Beiträge der FfE zur Elektromobilität

Der im zweijährigen Rhythmus stattfindende ETG-Kongress war in diesem Jahr vom 25. – 36. Mai 2023 im Kongress Palais Kassel zu Gast. Dabei war unIT-e² mit vier wissenschaftlichen Beiträgen zu aktuellen Forschungsfragen aus dem Projekt vertreten. Bei den unterschiedlichen Sessions präsentierten Vincenz Regener, Jeremias Hawran, Valerie Ziemsky und Niklas Jooß - jeweils von der FfE - Erkenntnisse zu den Themen Koordination netzdienlicher Flexibilitäten, Systemarchitekturen der Elektromobilität, Recht und Regulatorik sowie Steuern, Abgaben und Umlagen im Kontext der Elektromobilität.


Bridging the Gap between Electric Mobility and the Power Grid: A Novel Mechanism to Tap the Grid Serving Potential of Flexible Assets

Vincenz Christian Regener, Elisabeth Springmann and Kirstin Ganz (Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V., DE)

Das Projekt unIT-e² hat sich zur Aufgabe gemacht, die netztechnischen Anforderungen mit den Geschäftsmodellen der Elektromobilität und den Bedürfnissen der Kund:innen zu harmonisieren. Neben der Umsetzung netzdienlicher Steuereingriffe nach § 14a EnWG und der Diskussion möglicher Weiterentwicklungen der Netzentgeltsystematik zur Flexibilisierung von Ladevorgängen wurde in Kooperation von TP Grid und TP Forschung ebenfalls ein neuer marktbasierter Mechanismus zur Koordination netzdienlicher Flexibilitäten konzipiert. Das resultierende Konzept ist im Tagungsband bei IEEE XPlore unter dem Titel „Bridging the Gap between E-Mobility and the Power Grid” zu finden. In dem Paper werden grundsätzliche Anpassungen für das Design von Flexibilitätsmärkten vorgestellt, um bekannte Schwachstellen wie beispielsweise die Anfälligkeit gegenüber Marktmacht und Increase-Decrease-Gaming zu entschärfen. Die Analysen zeigen, dass sich durch ein Marktdesign, das keine Flexibilitäten, sondern Netzkapazitäten allokiert und somit das klassische Flexmarktdesign umkehrt, Ladevorgänge netzdienlich koordinieren lassen, ohne Fehlanreize für Anschlussnutzer oder Vermarkter zu liefern. Der entwickelte Koordinations- und Allokationsalgorithmus trägt das Akronym KOALA.

Adrian Ostermann (FfE & TU Munich, Germany); Jeremias Hawran, Severin Sylla and Patrick Dossow (FfE, Germany)

Das Zusammenbringen zahlreicher Player der Automobil-, Energie- und IT-Industrie sowie der Wissenschaft birgt vielfältige Herausforderungen. Die allgemeingültige Definition und ein gemeinsames Verständnis von Prozessen, Schnittstellen und Rollen basierend auf weitreichend akzeptierten Standards und Normen über alle Partner hinweg ist dabei von zentraler Bedeutung. Aufbauend auf der unIT-e² Use Case Methodik wurde im Cluster Harmon-E die technische Systemarchitektur für die Umsetzung von fünf verschiedenen Use Cases entwickelt und in einer interaktiven Systemarchitektur übereinandergelegt. Die überlagernde Struktur und die Möglichkeit, einzelne Use Cases isoliert zu betrachten, hilft dabei, die Komplexität des Systems auf ein Minimum zu reduzieren. Die interaktive Systemarchitektur hilf dabei nicht nur Projektpartnern, sondern auch Stakeholdern außerhalb des Forschungsprojektes unIT-e², die umfangreichen technischen Systemanforderungen zu verstehen. Basierend auf der gezeigten Systemarchitektur werden die Harmon-E Feldversuche durchgeführt. Die Herangehensweise bei der Erstellung und die wesentlichen Inhalte der interaktiven Harmon-E Systemarchitektur sind im Tagungsband bei IEEE XPlore unter dem Titel „From Electromobility Use Cases to an Interactive System Architecture: the Harmon-E SysArc in the unIT-e² Project“ veröffentlicht.

Valerie Ziemsky (Forschungsstelle Für Energiewirtschaft, Germany); Alexander Matzner (Schweizer Legal, Germany)

Derzeit beschäftigen sich mehrere Forschungsprojekte mit dem flexiblen Laden von Elektrofahrzeugen. Gegenstand sind an unterschiedlichen Optimierungszielen orientierte Anwendungsfälle („Use Cases“). Im Rahmen des Forschungsprojekts „unIT-e²“ haben Projektpartner aus vier Clustern 25 Business-Use-Cases identifiziert. Betrachtet man diese vor dem Hintergrund einer optionalen Monetarisierung der Flexibilität, lassen sich neun „Model-Use-Cases“ ableiten. Die Reduktion auf gemeinsame Prinzipien vereinfacht die Analyse und praktische Umsetzung.

Niklas Jooß and Yannic Blume (Forschungsstelle für Energiewirtschaft e. V., Germany); Johannes Hilpert and Anna Papke (Stiftung Umweltenergierecht, Germany)

Die regulatorische Einordnung und die damit einhergehenden Befreiungen von Strompreisbestandteilen von bidirektionalen Elektrofahrzeugen hat großen Einfluss auf die Wirtschaftlichkeit der Zwischenspeicherung von Netzstrom, auch vehicle to grid (V2G) genannt. In diesem Paper wird die Rechtslage für Stromspeichertechnologien analysiert und eingeordnet. Anhand von Simulationen mit einem Modell zur Erstellung optimierter Ladelastgänge von Elektrofahrzeugen wird der Einfluss der Befreiung von Strompreisbestandteilen und der Gleichstellung von Elektrofahrzeugen mit anderen Speichertechnologien auf die Vermarktung am Spotmarkt unter der Annahme von historischen und zukünftigen Day-Ahead Preisen untersucht. Um ein aufwendiges Messkonzept zu vermeiden, wird eine jährliche Saldierung an der Messstelle nach dem Vorbild von § 21 Abs. 1 EnFG für die betrachteten Befreiungen verwendet. Es kann gezeigt werden, dass eine Gleichstellung von V2G mit anderen Speichertechnologien unter der Annahme von Day-Ahead Preisen von 2022 und 2030 zu viermal bzw. zehnmal höheren Erlösen im Vergleich zu den aktuell anwendbaren Befreiungen führt.