Forscherinnen und Forscher der Universität Magdeburg arbeiten daran, eine für Elektrofahrzeuge nötige Ladeinfrastruktur optimal in regionale Strom- und Nahverkehrsnetze einzubinden. Ein intelligentes Konzept soll Ladestationen für E-Mobile in der Stadt Burg so platzieren, dass sie den unterschiedlichen Nutzungsbedürfnissen gerecht werden. Die ersten Ladestationen wurden nun eingeweiht. Im Interview spricht die Projektleiterin Juniorprofessorin Dr.-Ing. Ines Hauer vom Lehrstuhl für Elektrische Netze und Erneuerbare Energie der Universität Magdeburg über die Ziele, Meilensteine und erste Erkenntnisse des Projektes.
Jun.-Prof. Ines Hauer eröffnet die Ladesäule in Burg (Foto: privat)
Worum geht es in dem Projekt?
Das Projekt InKoLa beleuchtet die Thematik Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge aus zwei Perspektiven: Verkehrliche und netztechnische Aspekte sollen integriert bei der Standortplanung der Ladesäulen berücksichtigt werden, damit sowohl aus der Sicht des Fahrzeugnutzers die Ladeinfrastruktur verkehrsgünstig erreicht wird und aus Sicht des Netzbetreibers die Energieversorgung zum Aufladen von Elektrofahrzeugen durch eine stabile Netzversorgung garantiert ist. In diesem Projekt wird das gezielt für die Stadt Burg durchgeführt, die an geeigneten Standorten Ladeinfrastruktur installiert.
Wie ist das Projekt entstanden?
Voraussetzung für die Entstehung des Projektes war die Einrichtung der Richtlinie Förderung der Forschung, Einführung und Nutzung intelligenter Verkehrssysteme durch das Ministerium für Landesentwicklung und Verkehr. Schnell war ein Konsortium aus den beiden Lehrstühlen „Elektrische Netze und Erneuerbare Energie“ und „Logistische Systeme“ und dem Fraunhofer IFF zusammengekommen, welches intensiv nach Praxispartner gesucht hat. Die Stadt Burg und die Stadtwerke Burg waren sehr motiviert an diesem Thema mitzuwirken, wodurch eine gut geeignetes und nahgelegenes Anwendungs- und Untersuchungsgebiet gefunden wurde. Das Projekt ist Anfang 2019 gestartet und dauert noch bis zum Ende 2020 an.
Wer arbeitet an dem Projekt zusammen?
Meine Arbeitsgruppe Energiespeicher am Lehrstuhl für Elektrische Netze und Erneuerbare Energie befasst sich mit der Netzintegration der Ladeinfrastruktur. Die verkehrliche Perspektive wird vom Lehrstuhl für Logistische Systeme eingebracht. Unterstützt werden wir durch das Fraunhofer IFF und die Stadtwerke in Burg. Die Stadt Burg als Partner errichtet Ladeinfrastruktur an den geeigneten Installationsorten. Die Projektleitung liegt bei mir.
Wie kam es zur Kooperation mit der Stadt Burg?
Die Stadtwerke Burg sind recht innovativ in den Zeiten der Energiewende, sodass wir als Lehrstuhl für Elektrische Netze und erneuerbare Energien bereits im Vorfeld im Projekt SmartMes zusammenarbeiteten und eine Vertrauensbasis besteht. Die Idee im Rahmen eines Projektes Ladeinfrastruktur zu installieren stieß daher sofort auf großes Interesse,sodass der Kontakt zur Stadt Burg schenel hergestellt werden konnte.
Des Weiteren ist die Stadt Burg dem ansprechenden Stadtzentrum, der B1 als Durchfahrtsstraße (Ost nach Süd), dem Bahnhof am Stadtrand (Nord/West), der Autobahn (Süden) und den Anbindungen des öffentlichen Nahverkehrs besonders gut für die Platzierung der Ladeinfrastruktur geeignet. Ein weiterer ausschlaggebender Punkt ist die Größe der Stadt, weil zur Untersuchung der Netzstabilität das vollständige elektrische Netz aufwendig nachzubilden ist. Mit den Netzdaten der Stadtwerke Burg konnten wir das relevante Niederspannungsnetz modellieren und Aussagen zur Belastbarkeit des elektrischen Netzes in Abhängigkeit der Menge an Ladesäulen bestimmen.
Was ist das Ziel des Projektes?
Einerseits möchten wir herausfinden, welche Vorteile unser interdisziplinärer Planungsansatz aus verkehrlichem und netztechnischem Ansatz mit sich bringt. Anderseits hoffen wir auch allgemeingültige Erkenntnisse zur Platzierung von Ladeinfrastruktur zu gewinnen, die nicht ausschließlich für Burg gelten. Wir hoffen damit auch andere Kommunen bei der Umsetzung der Verkehrswende zu unterstützen, indem wir Ihnen eine Möglichkeit zur besseren Standortfindung für den Aufbau von Ladeinfrastruktur geben und somit dabei helfen, die Elektromobilität weiter voranzutreiben.
Was haben Sie bereits erreicht?
Wir freuen uns, dass wir jetzt schon einen praktischen Beitrag zur Elektrifizierung des Verkehrs in Burg leisten können. Zu Beginn des Projektes gab es nur eine halböffentliche Ladesäule bei einem Autohaus, jetzt haben wir im Rahmen des Projektes an vier weiteren Standorten im Stadtgebiet öffentliche Ladesäulen mit je zwei Ladepunkten unter Berücksichtigung der wissenschaftlichen Ergebnisse aus den Bereichen Verkehr und Netzversorgung errichtet.
Muahmmad Tayab, Sebastian Helm und Jun. Prof. Ines Hauer vom Lehrstuhl für Elektrische Netze und Erneuerbare Energie mit Niels Schmidtke vom Lehrstuhl Logistische Netze (v.l.n.r.) bei der Eröffnung der Ladestationen in Burg (Foto: privat)
Das Projekt ist noch nicht abgeschlossen, sodass unsere Erkenntnisse hinsichtlich der besten Standorte für die Ladeinfrastruktur nun durch die Nutzung zu validieren ist. Wir haben bisher zumindest erfahren, dass eine integrierte Planung zur Ermittlung der besten Standorte für die Ladeinfrastruktur mit erheblichem Aufwand verbunden ist. Beispielsweise ist das ganze Niederspannungsnetz der Stadt Burg im Simulationsmodell nachgebildet worden, damit die Belastungsgrenzen für das Laden von Elektrofahrzeugen durch das Energieversorgungsnetz bestimmt werden kann. Wir können nun Aussagen dazu treffen, wie viele Ladesäulen in einem Quartier oder Straßenzug überhaupt installiert werden können, damit es nicht zu Netzengpässen kommt. Aus verkehrstechnischer Sicht sind wir in der Lage die Häufigkeit der Nutzung der Ladeinfrastruktur abzuschätzen und damit den wirtschaftlichen Einsatz für den Betreiber der Ladeinfrastruktur zu bestimmen. Eine Übertragbarkeit der Ergebnisse auf andere Kommunen ist aufgrund der individuellen Verkehrsflüsse und der unterschiedlichen Netzstrukturen noch zu prüfen. Insbesondere kleinere Kommunen werden nicht über derartige Ressourcen verfügen, um die Platzierung von Ladeinfrastruktur optimal zu planen. Ziel ist es die gewonnenen Erfahrungswerte durch die Projektteilnehmer zu publizieren und mit interessierten Kommunen zu teilen.
Was sind die nächsten Meilensteine und Herausforderungen?
Bisher haben wir getrennt zwischen Verkehrs- und Netzmodell modelliert und dann die Ergebnisse gemeinsam diskutiert. Wir möchten jetzt die beiden Modelle noch stärker miteinander koppeln und dann eine Vielzahl von Szenarien untersuchen, die unterschiedliche Anteile von Elektrofahrzeugen an der Gesamtfahrzeuganzahl berücksichtigen. Des Weiteren werden Alternativen zur Versorgung von Ladeinfrastruktur entwickelt für den Fall, dass die Versorgung aus dem elektrischen Netz ungeeignet ist. Hier untersuchen wir den Einsatz von erneuerbaren Energien, Batteriespeichern aber auch eine Versorgung aus dem Gasnetz mit Sektorkopplungstechnologien wie die Brennstoffzelle.
Die Vereinigung der verschiedenen Modelle ist aktuell unsere größte Herausforderung. Während wir den Verkehr aufgrund der Datenverfügbarkeit nur auf Ebene der Stadtteile modellieren konnten, kann im Energienetz jeder einzelne Anschlusspunkt unterschiedlich gut für den Anschluss von Ladeinfrastruktur geeignet sein. Wir müssen also sehr unterschiedliche Ansätze sinnvoll miteinander verbinden.
Warum ist das Projekt so wichtig für die Mobilität in Sachsen-Anhalt?
Leider zählen wir im bundesweiten Vergleich nicht zu den Vorreitern im Bereich der Elektromobilität. Betrachtet man die Anzahl der Ladesäulen und der Elektrofahrzeuge, haben wir noch einiges an Entwicklung aufzuholen. Unser Projekt baut nicht nur Ladeinfrastruktur, wir schaffen auch Wissen sowie Kompetenzen bei den beteiligten Projektpartnern. Weiterhin machen wir die Elektromobilität sichtbar und geben mit dem Zubau von Ladeinfrastruktur einen Anreiz zum Kauf von Elektrofahrzeugen. Davon kann Sachsen-Anhalt und deren Kommunen auch nach Abschluss des Projektes profitieren.
Wie wird die Mobilität im Land in 10 Jahren aussehen?
Corona hat uns gezeigt, wie schnell unvorhergesehene Ereignisse eintreten können, die vieles bekannte auf den Kopf stellen. Viele Menschen haben aus Sorge vor Ansteckungen die öffentlichen Verkehrsmittel gemieden. Gleichzeitig hat die Pandemie zu einem regelrechten Boom der Fahrradverkäufe geführt. Die Politik hat, vor allem zur Unterstützung der Autoindustrie, die Subventionen für den Kauf von E-Autos deutlich erhöht, was dem dynamisch wachsenden Markt für E-Autos weitere Impulse gibt. Konkrete Vorhersagen sind also schwierig, allgemein lässt sich sagen: Die Vielfalt an Antriebsarten und genutzt Verkehrsmitteln wird sich erhöhen. Das fossilbetriebene Auto wird eine immer kleinere Rolle im Verkehrssystem spielen.
Was ist Ihre persönliche Motivation?
Ich habe mich für den Forschungsbereich der Energietechnik entschieden, um einen Betrag zur Nachhaltigkeit und Schutz der Umwelt zu leisten. Wenn wir den Klimawandel als eine der zentralen Herausforderungen unserer Gesellschaft verstehen, dann müssen wir die Sektorkopplung voranbringen und den Verkehrssektor mit erneuerbaren Energien versorgen. Die Elektrifizierung des Verkehrs ist dafür unabdingbar für die Reduzierung des CO2-Ausstoßes. Das Projekt leistet hier einen kleinen Beitrag, wobei übergeordnet natürlich die gesamte Wertschöpfungskette betrachtet werden muss. Batterieproduktion, -recycling und die Herstellung grünen Wasserstoffs müssen effizient, umweltfreundlich und unter ethischen Gesichtspunkten erfolgen.