TP Forschung
„Eine erfolgreiche Transformation stellt sich ein, wenn die Umsetzung ein attraktives Geschäftsmodell und gleichzeitig die Lösung robust für den handelnden Akteur und das Energiesystem ist. Hier liefern die wissenschaftlichen Methoden und Simulationen entsprechendes Orientierungswissen.“
Geschäftsführer FfE
In TP Forschung bestimmen drei übergeordnete Ziele die Zusammenarbeit
Modellentwicklungen auf unterschiedlichen Ebenen (Akteure, Märkte, Netze) zur Simulation zukünftiger Entwicklungsperspektiven der Elektromobilität und des Energiesystems
Erfassung aktueller rechtlich-regulatorischer Rahmenbedingungen und Entwicklung zukünftiger Anpassungsoptionen
Ermittlung relevanter Nutzerpräferenzen sowie sinnvoller Anreizsysteme und geeigneter Wertschöpfungsarchitekturen
Wir erforschen gemeinsam das Energiesystem der Zukunft
- AP0: „Methodenentwicklung, Umfeldanalysen und Prognosen": In AP 0 wird einerseits eine projektübergreifende Methodik zur Vorbereitung der im Projekt geplanten Feldtests entwickelt (Use Case Methodik). Andererseits werden Prognosemodelle anhand aufbereiteter Daten analysiert.
- AP1: „Nutzerforschung und Partizipation“: In AP1 erfolgt die Untersuchung relevanter Nutzerpräferenzen zur
optimalen Gestaltung der Customer Journey. Potenzielle Anreizsysteme zur Integration der Elektromobilität werden entwickelt, in den Clustern erprobt und abschließend bewertet. - AP2: „Recht und Regulatorik": In AP2 wird der rechtlich-regulatorische Rahmen für die Elektromobilität
erfasst und Anpassungsoptionen für die zukünftige Ausgestaltung entwickelt. - AP3: „Wertschöpfungsarchitekturen zur Marktintegration“: AP 3 beschäftigt sich mit der Analyse der Wertschöpfungsarchitektur der Elektromobilität und mit dem Aufbau eines Total-Cost-of-Ownership (TCO)
Modells. - AP4: „Energiewirtschaftliche Analysen aus Akteurssicht“: In AP4 werden verschiedene energiewirtschaftliche Aspekte aus Akteurssicht erfasst und modelliert, wie bspw. Investitionen, Tarifmodelle und Vermarktungsoptionen unter Berücksichtigung konkurrierender Flexibilitäten.
- AP5: „Rückwirkungen auf das Energiesystem“: In AP5 werden die Rückwirkungen auf das Energiesystem –Energiemärkte, Übertragungsnetz, Versorgungssicherheit - in Abhängigkeit der Integration von Elektromobilität für verschiedene Szenarien analysiert. Dabei werden insbesondere auch Auswirkungen auf die Treibhausgasemissionen berücksichtigt
- AP6: „Modellierungen und Analysen auf Verteilnetzebenen“: AP 6 simuliert und untersucht die Rückwirkungen auf die Verteilnetze für einen großflächigen Einsatz der Use-Cases sowie den sich daraus ergebenden Investitionsbedarf.
- AP7: „Handlungsoptionen aus Sicht der Wissenschaft“: In AP7 werden verschiedene Handlungsoptionen für die relevanten Stakeholder erarbeitet.
Die Use Case Methodik: Ein wirkungsvolles Werkzeug, um Use Cases in den Clustern zu definieren
Durch die Definition eines Use Cases wird ein gemeinsames Verständnis über das Verhalten und den Umfang eines Systems zwischen relevanten Stakeholdern, beispielsweise den Beteiligten des Projekts, geschaffen. Durch die frühzeitige Entwicklung und Anwendung der Methodik können Diskussionen und Anpassungsbedarfe im weiteren Projektverlauf reduziert werden.
Die nachfolgende Grafik beschreibt den allgemeinen Prozess der Use Case Methodik. Im Projekt unIT-e² haben wir zur Use Case Definition drei Phasen durchlaufen:
- Use Case Ideen: In Workshops mit den Projektpartnern je Cluster haben wir für eine Umsetzung interessante Use Cases identifiziert und diskutiert.
- Business Use Cases: In einer Terminserie wurden je Cluster die so genannten Business Use Case Steckbriefe erarbeitet, die eine stichpunktartige Beschreibung der Use Cases sowie eine Darstellung der grundlegenden Beziehungen der beteiligten Akteure beinhalten (siehe Abbildung)
- Technical Use Cases: Anschließend an die allgemeine Use Case Definition wurden notwendige Komponenten, Prozessabläufe und Schnittstellen zur Informations- und Datenübertragung diskutiert. Auch hierzu wurden Steckbriefe erstellt. Allerdings wurden viele Details auch auf kollaborativ nutzbaren Webanwendungen diskutiert und erarbeitet.
Impact der Ergebnisse im TP Forschung
Veröffentlichungen
Advancing grid integration of electromobility: insights from the project unIT-e2
Partner: FfE | Teilprojekt: ForschungVeröffentlichung: 2024/10 | E²Link: unit-e2.de/130959
Achieving System Interoperability – A long and rocky road ahead?
Partner: FfE | Teilprojekt: ForschungVeröffentlichung: 2024/10 | E²Link: unit-e2.de/130961
The Future of Smart and Bidirectional Charging – Use Case Prospects from the User’s Perspective in Germany
Partner: FfE | Teilprojekt: ForschungVeröffentlichung: 2024/10 | E²Link: unit-e2.de/130965
User Perspective on Conntected E-Mobility - Insights from the Field Trial of the Research Projekt unIT-e²
Beitrag auf dem E-Mobility Symposium
Partner: Universität Passau | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: user experience, customer journey, e-mobility, field trialVeröffentlichung: 2024/10 | E²Link: unit-e2.de/130969
The Impact of Variable Grid Fee Tariffs on the Electricity Costs of EV Users in Germany
The paper investigates the impact of the §14a-framework of the EnWG on electric vehicle (EV) users. The § 14a framework requires distribution grid operators (DSOs) to connect new heat pumps (HPs) and EV charging infrastructure (EVSE) while allowing them to reduce power drawn from HPs and EVSEs in case of grid overload. The DSOs are mandated to provide remuneration for these components. The study develops remuneration mechanisms in the form of variable grid fee tariffs and DSOs, which are then implemented into an optimization model for the flexible marketing of EVs to analyse their effect on the EV charging behaviour and the total costs. The analysis reveals that the § 14a framework gives high flexibility in designing variable grid fee tariffs to meet the needs of the different distribution grids. These different tariffs enable flexible EV users to achieve substantial cost savings, thereby providing a strong incentive for the load shifting required by DSOs. This research fills a gap in understanding how the incentives outlined in the § 14a framework affect EV users.
Partner: FfE | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: §14a EnWG, variable NNEVeröffentlichung: 2024/10 | E²Link: unit-e2.de/130895
Assessing the Impact of Smart Charging Electric Vehicles in the Future German Energy System
Partner: FfE | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: European Energy System Model, Smart Unidirectional and Bidirectional Charging, Electric Flexibility OptionsVeröffentlichung: 2024/10 | DOI: EST61601.2024.10694454 | E²Link: unit-e2.de/130864
Green light for bidirectional charging? Unveiling grid repercussions and life cycle impacts
Im Rahmen des TP Forschung wurden Umweltwirkungen bidirektionaler Ladestrategien, wie Vehicle-to-Grid (V2G) oder Vehicle-to-Home (V2H), auf die Infrastruktur des Stromverteilnetzes der Zukunft untersucht. Dazu wurde eine Lebenszyklusanalyse (LCA) zum zukünftigen Netzausbaubedarf bis 2040 in Abhängigkeit der Ladestrategie durchgeführt. Die anschließende Gegenüberstellung resultierender Umweltwirkungen im Vergleich zu potenziell positiven Effekten des bidirektionalen Ladens, beispielsweise auf Treibhausgasemissionen (THG) im Fahrzeugbetrieb, geben Aufschluss über die mögliche Gesamtbilanz einer großflächigen Implementierung.
Partner: FfE | Teilprojekt: ForschungVeröffentlichung: 2024/10 | DOI: 10.1016/j.adapen.2024.100195 | E²Link: unit-e2.de/131784
Der doppelt-optionale dynamische Netzentgelt-Tarif (dodyNT) – Ausgestaltungsvorschlag eines dynamischen Netzentgeltes zur Bewirtschaftung von Engpässen im Verteilnetz
Dieses Papier skizziert ein dynamisches Netzentgelt als Ergänzung zu einem statischen Netzentgelt, welches pro kWh abgerechnet wird. Anschlussnutzer, die Konsum in Überlastungszeiten besonders wertschätzen, erhalten so weiterhin die Möglichkeit zum Konsum. Gleichzeitig stellt der hohe Preis ein Signal für die Knappheit von Übertragungsleistung dar und ermöglicht so den VNB, ihr Netz vor Überlastung zu schützen.
Partner: Universität Kassel | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: Dynamische NetzentgelteVeröffentlichung: 2024/07 | E²Link: unit-e2.de/129362
Beyond the Road - Ergebnisbericht des Projekts unIT-e²
Synthesebericht
Partner: FfE | Teilprojekt: harmon-e, heav-e, sun-e, cit-e-life, Grid, Forschung | Schlagwörter: SyntheseberichtVeröffentlichung: 2024/07 | E²Link: unit-e2.de/130795
unIT-e² Leitfaden Integrationsprozess Energieinfrastruktur
Partner: Power Plus Communications AG, EWE Netz, FfE, EEBUS Initiative e.V. | Teilprojekt: ForschungVeröffentlichung: 2024/06 | E²Link: unit-e2.de/130389
Prospects of electric vehicle V2G multi-use: Profitability and GHG emissions for use case combinations of smart and bidirectional charging today and 2030
Partner: FfE | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: PV self-consumption optimization, Spot market trading, Battery aging, Prospective life cycle assessment, Price forecastingVeröffentlichung: 2024/06 | DOI: .apenergy.2024.123679 | E²Link: unit-e2.de/129917
Environmental effects of vehicle-to-grid charging in future energy systems – A prospective life cycle assessment
Die Studie analysiert die Rolle von Vehicle-to-Grid (V2G) als Energiespeicher zur Erreichung der Klimaziele. Die Publikation zeigt die ökologischen Auswirkungen von V2G-Ladestrategien auf den deutschen Stromsektor, welche durch eine prospektive Lebenszyklusanalyse (LCA) bestimmt wurden.
Partner: FfE | Teilprojekt: ForschungVeröffentlichung: 2024/06 | E²Link: unit-e2.de/130763
Mastering Participatory Living Labs - Effective Interaction with Participants, Illustrated by the Electromobility Project unIT-e²
Beitrag zur Tagung Zukünftige Stromnetze 2024.
Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: Elektromobilität, Nutzerforschung, Partizipation, ReallaborVeröffentlichung: 2024/05 | DOI: 10.52825/zukunftsnetz.v1i.1057 | E²Link: unit-e2.de/129296
Systemic Evaluation of PV Self-Consumption Optimization Using Electric Vehicles
Partner: FfE | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: PV self-consumption optimization, EVs, energy system modelingVeröffentlichung: 2024/03 | DOI: .com/2032-6653/15/3/98 | E²Link: unit-e2.de/130838
Der unIT-e² KOALA: Ein anreizbasierter Mechanismus zur Koordination netzorientierter Steuerungsvorgänge
Partner: FfE, Stiftung Umweltenergierecht | Teilprojekt: ForschungVeröffentlichung: 2024/02 | E²Link: unit-e2.de/130851
Overcoming challenges in life cycle assessment of smart energy systems – A map of solution approaches
Beitrag im Journal of Cleaner Production
Partner: FfE | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: Ökobilanz, Umwelteffekte, LCAVeröffentlichung: 2023/10 | DOI: 10.1016/j.jclepro.2023.138584 | E²Link: unit-e2.de/128210
Assessing Environmental Effects of ICT in Smart Energy Systems - Case of Bidirectional Charging
Beitrag bei der Konferenz ICT4Sustainability an der Universität Rennes, Frankreich
Partner: FfE | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: Ökobilanz, Treibhausgaspotenzial, Bidirektionales LadenVeröffentlichung: 2023/06 | E²Link: unit-e2.de/128099
Bridging the Gap between Electric Mobility and the Power Grid: A Novel Mechanism to Tap the Grid Serving Potential of Flexible Assets
Paper Präsentation auf dem ETG-Kongress 2023, Kassel.
Partner: FfE | Teilprojekt: ForschungVeröffentlichung: 2023/05 | E²Link: unit-e2.de/127950
Einfluss der Befreiung von Strompreisbestandteilen auf den Use Case vehicle to grid
Paper Präsentation auf dem ETG-Kongress 2023, Kassel.
Partner: FfE, Stiftung Umweltenergierecht | Teilprojekt: ForschungVeröffentlichung: 2023/05 | E²Link: unit-e2.de/127956
Systematische Einordnung von Use Cases zum Laden von Elektrofahrzeugen
Poster-Vorstellung auf dem ETG-Kongress 2023, Kassel.
Partner: FfE | Teilprojekt: ForschungVeröffentlichung: 2023/05 | E²Link: unit-e2.de/127974
unIT-e² Baustellenbericht: Herausforderungen für die Mobilisierung der digitalen Energiewende
1. Baustellenbericht aus dem Konsortium
Partner: FfE, Bayernwerk Netz GmbH, EEBUS Initiative e.V., EWE Netz, Flavia IT Management GmbH, Power Plus Communications AG, Schneider Electric, Stiftung Umweltenergierecht, Stadtwerke München, Tennet, The Mobility House GmbH, Universität Kassel, Universität Passau, BMW | Teilprojekt: harmon-e, heav-e, sun-e, cit-e-life, Grid, Forschung | Schlagwörter: Baustellenbericht, HerausforderungenVeröffentlichung: 2023/03 | E²Link: unit-e2.de/126543
Marketing of Small-scale Assets in Germany – Current and Future Challenges and Opportunities
Poster presentation at the IEWT 2023 in Vienna
Partner: FfE | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: Flexibilität, VermarktungVeröffentlichung: 2023/03 | E²Link: unit-e2.de/125657
Die Systemarchitektur zur Use Case Visualisierung - Ein Vergleich zwischen digitalen Plattformen und intelligenter Elektromobilität
Title in full length: The System Architecture for Use Case Visualization - A Comparison between Digital Platforms and Intelligent Electromobility (German: Die Systemarchitektur zur Use Case Visualisierung - Ein Vergleich zwischen digitalen Plattformen und intelligenter Elektromobilität) Poster presentation at the IEWT 2023 in Vienna
Partner: FfE | Teilprojekt: harmon-e, Forschung | Schlagwörter: Use Cases, VisualisierungVeröffentlichung: 2023/03 | E²Link: unit-e2.de/125662
Synergies of Electric Vehicle Multi-Use: Analyzing the Implementation Effort for Use Case Combinations in Smart E-Mobility
Paper im Journal energies (MDPI)
Partner: FfE | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: Use Cases, Multi-UseVeröffentlichung: 2023/03 | E²Link: unit-e2.de/125917
Reviewing comparative life cycle assessments for battery electric vs. internal combustion engine vehicles for passenger cars
Contribution at the conference ENERDAY at TU Dresden
Partner: FfE, RWTH Aachen | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: Ökobilanz, TreibhausgaspotenzialVeröffentlichung: 2022/09 | E²Link: unit-e2.de/121729
Engpassmanagement: Mehr als Redispatch 2.0 – Konzepte im internationalen Vergleich
BWK article and FfE homepage article
Partner: FfE | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: Redispatch, Flexmärkte, Flexibilität, RegelleistungVeröffentlichung: 2022/09 | E²Link: unit-e2.de/121959
Comparison of European electricity market designs
Conference contribution at GSM 2022 in Luzern
Partner: FfE | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: Regulatorik, Marktdesign, InternationalVeröffentlichung: 2022/07 | E²Link: unit-e2.de/117653
Netzentgeltreform – Der Weg zu Flexibilität und Sektorenkopplung?
Presentation at House of Energy online forum
Partner: Stiftung Umweltenergierecht | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: Netze, RegulatorikVeröffentlichung: 2022/06 | E²Link: unit-e2.de/117626
Design and application of the unIT-e² project use case methodology
EVS35 Oslo
Partner: FfE | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: Use CasesVeröffentlichung: 2022/04 | E²Link: unit-e2.de/117607
Anreize für netzdienliches Ladeverhalten in Europa - Andere Länder, gleiche Herausforderungen
Article in BWK magazine
Partner: FfE | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: Netze, RegulatorikVeröffentlichung: 2022/01 | E²Link: unit-e2.de/117506
Reallabore: Katalysator für die Transformation der Energieinfrastruktur
Homepage article of Stiftung Klimaschutz & Energie
Partner: FfE, Stadtwerke München | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: ReallaborVeröffentlichung: 2021/10 | E²Link: unit-e2.de/116923
Gesamtsystem
Article in 50.2 Magazine
Partner: FfE | Teilprojekt: Forschung | Schlagwörter: Reallabor, FeldversuchVeröffentlichung: 2021/08 | E²Link: unit-e2.de/116938
Anreizbasierter Redispatch - eine aktuelle wissenschaftliche Einordnung
Submission to national journal, e.g. ZEFE or ET
Partner: Tennet | Teilprojekt: ForschungE²Link: unit-e2.de/117644
Ansprechpartner:in
Ansprechpartner:in
Aktuelles aus TP Forschung
Journal Paper: Ökobilanz von Netzrückwirkungen durch bidirektionales Laden
Im Rahmen des TP Forschung wurden Umweltwirkungen bidirektionaler Ladestrategien, wie…
Starke Präsenz von unIT-e² auf dem E-Mobility Symposium in Helsinki
Am 07. Oktober präsentierte sich unIT-e² in zwei spannenden Sessions auf dem E-Mobility Power…
Studie zur europäischen Netzentgeltsystematik erschienen
Am 2. September 2021 stellte der Europäische Gerichtshof (EuGH) fest, dass die…
Dashboard für die Energiesystemmodellierung online
Die Ergebnisse der Energiesystemmodellierung lassen sich jetzt interaktiv auf diesem Dashboard…