Buchs – Elektromobilität ist für die heutige Strominfrastruktur eine Herausforderung. Durch die optimale Nutzung der Batterien einer grossen Anzahl E-Fahrzeuge als flexible Speicher können Spitzen gebrochen und Kosten optimiert werden. In einem vom Bundesamt für Energie (BFE) unterstützten Forschungsprojekt wird das intelligente und bidirektionale Laden am Beispiel der DPD-Flotte in Basel untersucht. Die gewonnenen Erkenntnisse sollen dazu beitragen, die sich abzeichnende Stromlücke in Spitzenzeiten zu schliessen und das Netz zu stabilisieren.
Der Knackpunkt bei der Dekarbonisierung des Verkehrs sind heute nicht mehr die Fahrzeuge, sondern die Stromnetze. Die Herausforderung besteht darin, eine grosse Anzahl Fahrzeugbatterien am gleichen Ort zur gleichen Zeit zu laden. Weil der Ausbau der Infrastruktur aufwendig und teuer ist, gewinnen innovative Lösungen zur Optimierung des Stromverbrauchs an Bedeutung. Im Rahmen des vom Bund geförderten Forschungsprojekts «TEC-OFF» testet der Paketdienstleister DPD mit den Nachhaltigkeitsforschern der ZHAW School of Engineering das Konzept des bidirektionalen Ladens mit seiner Fahrzeugflotte. Dabei werden die Batterien der E-Fahrzeuge als Zwischenspeicher genutzt, um in Spitzenzeiten Strom ins Netz zurückzuspeisen und dieses zu stabilisieren.
Kosten optimieren und Energieziele erreichen
E-Lastwagen verfügen über Batterien mit einem Energieinhalt bis 1'000 kWh und einer bidirektionalen Ladeleistung von über 100 kW – zehnmal mehr als bei Elektroautos. Eingesetzt werden können auch die sogenannten «second-use» LKW-Batterien, die nach einer gewissen Anzahl Fahrkilometer ersetzt werden müssen, aber weiterhin für die Stabilisierung des Netzes funktionstüchtig sind. «Unser Ziel ist, unsere Flotte mit über 800 Fahrzeugen so einzusetzen, dass wir die Stromkosten optimieren, einen teuren Netzausbau vermeiden und einen Beitrag zur Erreichung der Energieziele der Schweiz leisten können», sagt Ville Heimgartner, Senior Innovation Project & Sustainability Manager DPD Schweiz.
Nebst dem bidirektionalen Laden werden weitere Massnahmen zur Optimierung des Gesamtsystems untersucht: Das bedarfsgerechte, über den Tag verteilte Laden der Fahrzeuge sowie Investitionen in Batterien mit einer Leistung, die es allein für die Pakettouren gar nicht bräuchte. Das bis Herbst 2025 laufende Projekt soll auch Erkenntnisse liefern, unter welchen Voraussetzungen eine Logistikflotte in einen Zusammenschluss von Gebäuden oder Unternehmen zum Eigenverbrauch eingebunden werden kann. Um die Wirtschaftlichkeit der Lösungen sicherzustellen, wird ein Simulationsmodell entwickelt, das die Gesamt- und Lebenszykluskosten (TCO/LCC) berechnet.
Hochkarätiges Forschungs-Konsortium
«TEC-OFF» steht für «techno-ökonomische Netzanschlussoptimierung für elektrische Güterflotten». Es wird durch das Forschungsprogramm Mobilität des Bundesamts für Energie (BFE) unterstützt und von einem Konsortium getragen. Als Forschungspartner wirkt das INE Institut für Nachhaltige Entwicklung der ZHAW School of Engineering. «Um eine vollständige Elektrifizierung der Güterverkehrsflotten zu ermöglichen, entwickeln wir innovative Lösungen, welche die Netze nur minimal belasten und die volle Verfügbarkeit der Flotte gewährleisten», sagt Prof. Dr. Maike Scherrer, Schwerpunktleiterin Nachhaltiges Supply Chain Management und Mobilität am ZHAW INE. Das Technologieunternehmen sun2wheel entwickelt die Soft- und Hardware für das bidirektionale Laden und das bedarfsgerechte Lastmanagement. «Wir wollen in diesem Projekt verstehen, wie man mit schlauem Lastmanagement und Speicherelementen teure Erweiterungen der Anschlusskapazität vermeiden und gleichzeitig die Elektrifizierung der DPD Flotte gewährleisten kann», sagt Sandro Schopfer, CEO & Co-Founder von sun2wheel.
Die Wissens- und Technologietransfer-Spezialistin novatlantis ist für die Verbreitung der gewonnen Erkenntnisse und das Projektmanagement verantwortlich. Weitere Partner sind IWB und die SBB Immobilien Development als Eigentümerin des Standorts Wolf Basel. In der Begleitgruppe vertreten sind ausserdem armasuisse, Designwerk Technologies AG, EVTEC AG, Galliker Transport AG, CKW Gebäudetechnik AG, Hochschule Luzern und PostAuto AG. Der Projektstandort Basel Wolf wurde ausgewählt, weil er mit dem DPD Green City Hub und dem ehemaligen Smart City Lab Basel eine realitätsnahe Analyse- und Pilotumgebung bietet. (DPD/mc)