Wie können wir künftige Entwicklungen im Strom- und Verkehrssystem miteinander verbinden, um die Dekarbonisierung zu unterstützen? Die Kombination von Vehicle-to-Grid und Carsharing könnte beide Innovationen fördern und Synergien bei der Dekarbonisierung beider Sektoren erzielen.
Die steigende Stromnachfrage durch kohlenstoffarme Technologien wie Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen sowie der zunehmende Anteil der Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien stellen eine Herausforderung für die traditionellen Stromsysteme dar. Da die Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien unstetig ist und Elektrofahrzeuge und Wärmepumpen die Gesamt- und Spitzenbedarf der Haushalte wird es immer schwieriger, Stromangebot und -nachfrage aufeinander abzustimmen. Um trotz dieser Herausforderungen erschwingliche, nachhaltige und sichere Elektrizitätsdienstleistungen zu gewährleisten, müssen wir Flexibilitätsdienstleistungen auf der Nachfrageseite und Stromspeicherung.
Wie kann V2G bzw. Carsharing die Dekarbonisierung unterstützen?
Fahrzeug-zu-Gitter (V2G) Technologie ermöglicht bidirektionale Stromflüsse zwischen E-Fahrzeugen und dem Stromnetz. Dadurch können EV-Batterien als Kostengünstig mobile Batteriespeicher, da sie für ihren Hauptzweck, die Mobilität, gekauft werden. Während das unidirektional gesteuerte Laden von E-Fahrzeugen auch Dienstleistungen für das Elektrizitätssystem anbieten kann, wie z. B. Lastverschiebung, kann V2G diese Dienste ausbauen bei beiden Übertragung und Verteilung Ebenen. V2G kann daher nicht nur die Integration von E-Fahrzeugen in das Stromsystem unterstützen, sondern auch die Energiewende als Ganzes, einschließlich der Integration erneuerbarer Energiequellen. Mehr als 80 Projekte weltweit haben bereits verschiedene V2G-Anwendungen umgesetzt, die in der Datenbank "V2G-Nabe".
Obwohl E-Fahrzeuge im Vergleich zu Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor (ICE) Umweltvorteile bieten - wie in einem früheren Artikel erörtert ETH-Energie-Blogbeitrag von Martin Beuse - Carsharing ist ein weiterer Schlüssel Weg zur Dekarbonisierung des individualisierten Straßenverkehrs. Um Emissionen zu vermeiden, zielt Carsharing darauf ab, die Anzahl der Autos in Privatbesitz zu reduzieren und eine Verlagerung auf öffentliche Verkehrsmittel zu bewirken. Es gibt drei Hauptarten von Carsharing: free-floating (flexible Einwegfahrten), stationsbezogen (Zugang und Rückgabe des Fahrzeugs an vordefinierten Stationen), und Hin- und Rückfahrt (Zugang und Rückgabe des Autos an derselben Station). Obwohl die Diskussion über die effektivsten Arten von Carsharing noch nicht abgeschlossen ist, zeigen Studien, dass alle drei Arten einen positiven Effekt auf die Reduzierung des privaten Autobesitzes haben. Carsharing für Hin- und Rückfahrt ist die den Autobesitz am ehesten reduzieren würdenkann den öffentlichen Verkehr ergänzen und unterstützen eine Verlagerung des Schwerpunkts darauf.
Warum sollten wir V2G und Carsharing kombinieren?
Carsharing könnte die Verbreitung von V2G beschleunigen und seine Rentabilität verbessern. Als flottenbasierter Dienst ist Carsharing besonders geeignet für eine frühe Einführung von V2G, da zentralisierte Ansätze möglich sind. Die konzentrierte Infrastruktur, die viele Autos versorgt, ermöglicht geringere Kosten für die Installation und Wartung der Infrastruktur. Die Kombination von V2G und Carsharing wird derzeit in mehreren Projekten getestet, z. B. in Smart Solar Charging in den Niederlanden.
Darüber hinaus kann Carsharing folgende Probleme lösen Bedenken der V2G-Empfänger über eine zusätzliche Verschlechterung der Batterie. Während die Menschen sich über die Auswirkungen der erhöhten Anzahl von (Ent-)Ladezyklen auf die Batterien ihrer E-Fahrzeuge aufgrund von V2G Sorgen machen, ist die zusätzliche Batterieentladung könnte vernachlässigbar sein. In der Tat könnte die Lebensdauer der Batterie sogar erweitert wenn (Ent-)Ladungsstrategien zu überlegen, welcher Dienst zu welchen Bedingungen und in welchem Ladezustand erbracht wird. Obwohl mehr Daten aus dem wirklichen Leben erforderlich sind, um die Unsicherheit zu verringern, sind insbesondere Dienste, die auf Leistungsverfügbarkeit und geringer Energieverbrauchwie z. B. der Frequenzgang, sind batteriefreundlich. Zur Vermeidung von Bedenken hinsichtlich der Verschlechterung der Batterieleistung sind eine klare Kommunikation und Wertvorstellungen erforderlich sind. Im Gegensatz zu Einzelpersonen haben Carsharing-Anbieter wahrscheinlich leichteren Zugang zu Informationen und mehr einschalten mit der Technologie und den (Ent-)Ladestrategien - was das Vertrauen in V2G erhöht. Da die Carsharing-Nutzer nicht Eigentümer der Autos sind und sich daher keine Sorgen um ihre Batterien machen müssen, kann Carsharing dazu beitragen, die Bedenken hinsichtlich der Batteriedegradation zu zerstreuen.
Ein weiterer Vorteil ist, dass Carsharing-Anbieter zusätzliche Einnahmen indem sie mit ihrer Flotte Stromnetzdienste anbieten. Aufgrund der hohen Fixkosten und der oft noch geringen Nutzungsraten sind Carsharing-Betreiber mit finanzielle Schwierigkeiten in vielen Fällen. V2G kann für Einnahmen sorgen, wenn Autos nicht für Fahrten gebucht sind, insbesondere in Regionen mit einem Bedarf an lokale Stromspeicherung und hohe Intermittenz der Elektrizitätsversorgung. Obwohl sowohl Carsharing als auch V2G darauf abzielen, die Nutzung von Autos zu erhöhen - da Autos in Privatbesitz typischerweise während 96% der Zeit nicht für die Mobilität genutzt - Diese Innovationen ergänzen sich gegenseitig. Die Dienstleistungen des Stromnetzes können in der Nacht oder mit Fahrzeugen erbracht werden, die weniger häufig gebucht, aber dennoch im Fuhrpark benötigt werden.
V2G kann auch mehr Nutzer für Carsharing gewinnen - eine wichtige Komponente! Es hat sich bereits gezeigt, dass Carsharing beliebter bei EVs als bei ICE-Autos, weil diejenigen, die E-Fahrzeuge mögen, auch Carsharing mögen. Immer mehr Carsharing-Anbieter steigen komplett auf E-Autos um: Erst kürzlich hat der Schweizer Carsharing-Anbieter Mobilität kündigte ihr Engagement an ihre Flotte zu elektrifizieren. Da V2G-fähige Autos den zusätzlichen Umweltvorteil bieten, die Energiewende zu unterstützen, kann V2G das Carsharing noch attraktiver machen, wie in unserer jüngsten Untersuchung Studie die die Attraktivität von V2G-, E- und konventionellem Carsharing vergleicht.
Was sind die Herausforderungen?
Trotz dieser Vorteile bringt jede Innovation auch Herausforderungen mit sich. Eine Herausforderung sind die Infrastrukturanforderungen, die die größtes Hindernisauch für Carsharing mit unidirektionalem Laden der Fahrzeuge. Die derzeit vorherrschende Umsetzung von V2G erfordert DC-LadegeräteEs wird jedoch erwartet, dass in den kommenden Jahren mehr Wechselstrom-kompatible Fahrzeuge (mit einem Konverter im Auto) zur Verfügung stehen werden. Insbesondere Free-Floating-Carsharing-Systeme setzen auf öffentliche Abgaben - deren Nutzung aufgrund der begrenzten Verfügbarkeit sowie der unterschiedlichen Eigentums- und Zahlungsstrukturen kompliziert sein könnte, wie bereits in einem früheren Beitrag erörtert ETH-Energie-Blogbeitrag von Ahmad Al Mugharbil. Einige Carsharing-Anbieter arbeiten daher zum Beispiel mit Einzelhändlern zusammen, die in ihren Geschäften Ladestationen installieren. Parkflächen.
Das Verhalten der Carsharing-Nutzer ist eine weitere Herausforderung. Da V2G nur funktioniert, wenn ein Auto an eine Ladestation angeschlossen ist, müssen Carsharing-Nutzer die Autos nach ihren Fahrten an die Steckdose anschließen. Einige Nutzer könnten jedoch nicht steckbar Ihr Auto nach der Nutzung zu entsorgen, erfordert Anreize, um das Verhalten oder das Personal auf Plug-in-Autos umzustellen - beides erhöht die Kosten.
Die zusätzlichen Kosten müssen mit den zusätzlichen Einnahmen verglichen werden. Je mehr ein Auto für die Mobilität genutzt wird, desto weniger Stromsystemdienstleistungen und damit Einnahmen kann V2G liefern. Darüber hinaus hängen die Einnahmen aus der Bereitstellung von V2G-Diensten von mehreren Faktoren ab lokale Aspektewie z. B. die erforderlichen Netzanschlüsse und Stromnetzdienstleistungen im lokalen Betriebsbereich.
Am wichtigsten ist, dass V2G das Carsharing-Erlebnis für den Nutzer nicht beeinträchtigen darf. Die Mobilität muss die Hauptnutzung des Autos bleiben. Dazu gehört auch die Zeit, die ein Nutzer benötigt, um zu einem Auto zu gelangen und es zurückzugeben, was als sehr wichtig von Carsharing-Nutzern, könnte aber zunehmen, insbesondere in der Anfangsphase der V2G-Einführung.
Insgesamt werden das Strom- und das Verkehrssystem in Zukunft zusammenwachsen, was eine weitere Zusammenarbeit zwischen den Akteuren in beiden Sektoren erfordert. Die Nutzer als zentrale Komponenten und die Kompatibilität künftiger Entwicklungen in beiden Sektoren bedürfen besonderer Aufmerksamkeit. Carsharing und V2G könnten den Business Case des jeweils anderen verbessern und beide Innovationen skalieren, um die Dekarbonisierung sowohl des Strom- als auch des Verkehrssystems zu unterstützen.
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Mobilität ohne Autobesitz wird von vielen vorausgesagt, weil sie billiger ist, keine Garage erfordert und den Nutzer von den Pflichten des Autoservices befreit. Carsharing ist die heutige Option, sich von einem Auto zu befreien. In der Zukunft könnten Robotaxis die bessere und billigere Option sein. V2G mit Robo-Taxis ist sicherlich auch möglich, aber vielleicht schwieriger zu realisieren, weil Robo-Taxis immer auf der Straße sein müssten - außer wenn es keine oder nur wenige Kunden gibt - zum Beispiel in der Nacht.
Auf jeden Fall wird Smart Loading - also das Laden in Zeiten, in denen zu viel Strom erzeugt wird - in großem Maßstab leichter zu realisieren sein als V2G. Ich erwarte daher, dass Smart Loading in den nächsten 10 Jahren häufig zum Einsatz kommen wird. V2G könnte dann folgen. Vielleicht schon in 20 Jahren.
Wenn ich ein Netzbetreiber wäre, würde ich mehr vorhersehbare Gebrauchtwagen als Carsharing-EV bevorzugen, wie z. B. Firmenwagen, Privatfahrzeuge usw. Ich betreue 3 Carsharing-EV mit oft spontaner Reservierung
Ich bin Mitglied der Normung von Charging Emobile, 2009 haben wir Organisationsregeln für V2G erstellt, es ist das komplexeste Projekt im Bereich Ladestandard. ISO 15118, bidirektional ist für 2022 angekündigt. OEMs sagen 2025. Netzbetreiber?
[...] Die Überwindung dieses Problems bestünde darin, die Verkehrsnachfrage vom privaten Auto weg zu verlagern, zum Beispiel durch Elektro-Carsharing. Es gibt noch mehr solcher gemeinsam genutzter Dienste: gemeinsam genutzte E-Roller und Fahrräder sowie Ridepooling, ein [...]