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2018 | OriginalPaper | Buchkapitel

5. Elektromobilität als technisches System

verfasst von : Przemyslaw Komarnicki, Prof. Dr., Jens Haubrock, Prof. Dr., Zbigniew A. Styczynski, Univ.-Prof. Dr.

Erschienen in: Elektromobilität und Sektorenkopplung

Verlag: Springer Berlin Heidelberg

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Zusammenfassung

Die Herausforderung im 21. Jahrhundert besteht darin, Elektrofahrzeuge in ein Gesamtsystem bestehend aus unterschiedlichen Infrastrukturen, wie Energie und Verkehr mit deren typischen unterschiedlichen Eigenschaften und Anforderungen, zu integrieren und technisch-wirtschaftlich sinnvoll mit diesem System interagieren zu lassen. Weitere Funktionalitäten und Dienstleistungen sollen darauf aufbauen können, die einerseits die Zuverlässigkeit der jeweiligen Struktur beibehalten bzw. sogar erhöhen und anderseits neue Geschäftsmodelle/Dienste ermöglichen. Zu diesen Diensten, die nur durch eine sektorübergreifende Kopplung realisierbar sind, gehören bspw. die Rückspeicherung der elektrischen Energie des E-Kfz ins Netz,
Nach einer kurzen Beschreibung der Teilsysteme wird die Modellbeschreibung eines integrierten Mobilitätssystems angegangen. Dazu werden u. a. CIM-basierte Methoden vorgestellt und auf Basis von Ergebnissen aus dem BMWi Leuchtturm Projekt Harz.ErneuerbareEnergien-Mobility erläutert, wie man die Systemkomponenten mittels geeigneter Schnittstellen verbinden kann, um Konvergenzeffekte der Teilsysteme zu erreichen.

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Fußnoten
1
Der Stromverbrauch in Deutschland beträgt im Jahr 2016 etwa 600 TWh (s. auch Abb.​ 1.​3).
 
2
1 TWh = 3,6 PJ
 
3
Eine mittlere Kapazität der Elektroautobatterie von 50 kWh zugrunde gelegt, wäre ein Potenzial von 50 bis 200 GWh E-Kfz-Batterien je nach Ausbaustufe der Elektromobilität 2020–2025 zu erwarten. Vergleiche dazu das heutige Speicherpotenzial in Deutschland von 40 GWh.
 
4
RoI – Return of Investment
 
5
Elektromagnetische Verträglichkeit: Beim induktiven Laden muss die Wechselstromfrequenz durch Umformung von 50 Hz auf etwa 15–20 kHz erhöht werden, um die Energieübertragung zwischen der magnetischen Spule am Boden und der magnetischen Spule im E-Kfz zu gewährleisten. Die dadurch entstehenden elektromagnetischen Felder können auch, was nicht erwünscht ist, zu anderen Elementen des Fahrzeugs bzw. der Infrastruktur koppeln.
 
6
Semantik – Teilgebiet der Linguistik, das sich mit den Bedeutungen sprachlicher Zeichen und Zeichenfolgen befasst (Duden). In der Informatik beschreibt die Semantik die Eigenschaften einer Programmiersprache.
 
7
Beide Begriffe unterliegen im Personenverkehr einer breiten und unscharfen Verwendung. Im Einzelfall ist der exakte Begriffsinhalt zu prüfen. Für Güterverkehr und Logistik sind sie aber eindeutig definiert (s. [9]).
 
Literatur
[4]
Zurück zum Zitat AGEB Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V. (2015) Bericht Energieverbrauch in Deutschland – Daten für das 1.–4. Quartal 2015 AGEB Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V. (2015) Bericht Energieverbrauch in Deutschland – Daten für das 1.–4. Quartal 2015
[6]
Zurück zum Zitat International Energy Agency (2014) Report Technology Roadmap Energy Storage, OECD/IEA International Energy Agency (2014) Report Technology Roadmap Energy Storage, OECD/IEA
[8]
Zurück zum Zitat Nationale Plattform Elektromobilität (2015) Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge in Deutschland, Statusbericht und Handlungsempfehlungen 2015. Nationale Plattform Elektromobilität, Berlin Nationale Plattform Elektromobilität (2015) Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge in Deutschland, Statusbericht und Handlungsempfehlungen 2015. Nationale Plattform Elektromobilität, Berlin
[9]
Zurück zum Zitat Naumann A (2012) Leitwarte im Smart Grid. Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Magdeburg Naumann A (2012) Leitwarte im Smart Grid. Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Magdeburg
[10]
Zurück zum Zitat Buchholz BM, Styczynski Z (2014) Smart Grid. Grundlagen und Technologien der elektrischen Netze der Zukunft. VDE Verlag, Berlin Buchholz BM, Styczynski Z (2014) Smart Grid. Grundlagen und Technologien der elektrischen Netze der Zukunft. VDE Verlag, Berlin
[11]
Zurück zum Zitat Nuhn H, Hesse M (2006) Verkehrsgeographie. UTB, Ferdinand Schöningh, Paderborn Nuhn H, Hesse M (2006) Verkehrsgeographie. UTB, Ferdinand Schöningh, Paderborn
[12]
Zurück zum Zitat Kummer S (2010) Einführung in die Verkehrswirtschaft. Facultas Verlags- und Buchhandels AG, Wien Kummer S (2010) Einführung in die Verkehrswirtschaft. Facultas Verlags- und Buchhandels AG, Wien
[13]
Zurück zum Zitat Eckey HF, Stock W (2010) Verkehrsökonomie. Gabler Verlag, Wiesbanden Eckey HF, Stock W (2010) Verkehrsökonomie. Gabler Verlag, Wiesbanden
[14]
Zurück zum Zitat Wermuth M et al (2012) Kraftfahrzeugverkehr in Deutschland 2010 (KID 2010). Schlussbericht, Braunschweig Wermuth M et al (2012) Kraftfahrzeugverkehr in Deutschland 2010 (KID 2010). Schlussbericht, Braunschweig
[15]
Zurück zum Zitat Schenk M, Wirth S, Müller E (2010) Factory planning manual. Springer Verlag, Berlin HeidelbergCrossRef Schenk M, Wirth S, Müller E (2010) Factory planning manual. Springer Verlag, Berlin HeidelbergCrossRef
[16]
Zurück zum Zitat Follmer R, Gruschwitz D, Jesske B, Quandt S, Nobis C, Köhler K, Mehlin M (2010) Mobilität in Deutschland 2008. Ergebnisbericht. Struktur – Aufkommen – Emissionen – Trends. infas, Bonn und Berlin Follmer R, Gruschwitz D, Jesske B, Quandt S, Nobis C, Köhler K, Mehlin M (2010) Mobilität in Deutschland 2008. Ergebnisbericht. Struktur – Aufkommen – Emissionen – Trends. infas, Bonn und Berlin
[18]
Zurück zum Zitat Rosenbaum W (2007) Mobilität im Alltag – Alltagsmobilität. In: Schöller O, Canzler W, Knie A (Hrsg) Handbuch Verkehrspolitik. VS Verlag für Sozialwissenschaften, Wiesbaden, S 549–572CrossRef Rosenbaum W (2007) Mobilität im Alltag – Alltagsmobilität. In: Schöller O, Canzler W, Knie A (Hrsg) Handbuch Verkehrspolitik. VS Verlag für Sozialwissenschaften, Wiesbaden, S 549–572CrossRef
[19]
Zurück zum Zitat Ahrend C et al. (2013) Kleiner Begriffskanon der Mobilitätsforschung. IVP-Discussion Paper 1 Ahrend C et al. (2013) Kleiner Begriffskanon der Mobilitätsforschung. IVP-Discussion Paper 1
[25]
Zurück zum Zitat Zweirad-Industrie-Verband ZIV e.V. (2017) Zahlen – Daten – Fakten zum Fahrradmarkt in Deutschland. ZIV Wirtschaftspressekonferenz, Berlin Zweirad-Industrie-Verband ZIV e.V. (2017) Zahlen – Daten – Fakten zum Fahrradmarkt in Deutschland. ZIV Wirtschaftspressekonferenz, Berlin
[26]
Zurück zum Zitat Wachotsch U (2014) E-Rad macht mobil. Potenziale von Pedelecs und deren Umweltwirkung. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau Wachotsch U (2014) E-Rad macht mobil. Potenziale von Pedelecs und deren Umweltwirkung. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau
[27]
Zurück zum Zitat Adolf J et al (2016) Shell Nutzfahrzeug-Studie, Diesel oder Alternative Antriebe – Womit fahren Lkw und Bus morgen? Shell Deutschland Oil GmbH, Hamburg Adolf J et al (2016) Shell Nutzfahrzeug-Studie, Diesel oder Alternative Antriebe – Womit fahren Lkw und Bus morgen? Shell Deutschland Oil GmbH, Hamburg
[28]
Zurück zum Zitat Göhlich D, Kunith A, Ly T (2014) Technology assessment of an electric urban bus system for Berlin. WIT Transaction on the Built Enviroment 138:137–149 Göhlich D, Kunith A, Ly T (2014) Technology assessment of an electric urban bus system for Berlin. WIT Transaction on the Built Enviroment 138:137–149
[32]
Zurück zum Zitat Fraedrich E et al (2017) Automatisiertes Fahren im Personen- und Güterverkehr. Stuttgart: e-mobil BW GmbH; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Institut für Verkehrsforschung; Ministerium für Verkehr Baden-Württemberg, Stuttgart Fraedrich E et al (2017) Automatisiertes Fahren im Personen- und Güterverkehr. Stuttgart: e-mobil BW GmbH; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Institut für Verkehrsforschung; Ministerium für Verkehr Baden-Württemberg, Stuttgart
[33]
Zurück zum Zitat Köhler U (2014) Einführung in die Verkehrsplanung – Grundlagen, Modellbildung, Verkehrsprognose, Verkehrsnetze. Verlag Fraunhofer IRB, Stuttgart Köhler U (2014) Einführung in die Verkehrsplanung – Grundlagen, Modellbildung, Verkehrsprognose, Verkehrsnetze. Verlag Fraunhofer IRB, Stuttgart
[34]
Zurück zum Zitat Follmer R, Gruschwitz D, Jesske B, Quandt S, Nobis C, Köhler K, Mehlin M (2008) Mobilität in Deutschland. Tabellenband. infas, Bonn und Berlin Follmer R, Gruschwitz D, Jesske B, Quandt S, Nobis C, Köhler K, Mehlin M (2008) Mobilität in Deutschland. Tabellenband. infas, Bonn und Berlin
[36]
Zurück zum Zitat Harendt B, Schumann D, Wirth M (2017) Schaufenster-Programm Elektromobilität. Abschlussbericht der Begleit- und Wirkungsforschung. Deutsches Dialog Institut GmbH, Frankfurt am Main Harendt B, Schumann D, Wirth M (2017) Schaufenster-Programm Elektromobilität. Abschlussbericht der Begleit- und Wirkungsforschung. Deutsches Dialog Institut GmbH, Frankfurt am Main
[37]
Zurück zum Zitat Bobeth S, Matthies E (2016) Elektroautos: Top in Norwegen, Flop in Deutschland? GAIA :38–48 Bobeth S, Matthies E (2016) Elektroautos: Top in Norwegen, Flop in Deutschland? GAIA :38–48
[41]
Zurück zum Zitat Statistisches Bundesamt (2008) Klassifikation der Wirtschaftszweige. Statistisches Bundesamt, Wiesbaden Statistisches Bundesamt (2008) Klassifikation der Wirtschaftszweige. Statistisches Bundesamt, Wiesbaden
[45]
Zurück zum Zitat DKE/AK Emobility (2016) Der Technische Leitfaden. Ladeinfrastruktur Elektromobilität DKE/AK Emobility (2016) Der Technische Leitfaden. Ladeinfrastruktur Elektromobilität
[47]
Zurück zum Zitat Kunith AW (2017) Elektrifizierung des urbanen öffentlichen Busverkehrs. Technologiebewertung für den kosteneffizienten Betrieb emissionsfreier Bussysteme. Springer Vieweg, BerlinCrossRef Kunith AW (2017) Elektrifizierung des urbanen öffentlichen Busverkehrs. Technologiebewertung für den kosteneffizienten Betrieb emissionsfreier Bussysteme. Springer Vieweg, BerlinCrossRef
[48]
Zurück zum Zitat Hakimi L (1964) Optimum locations of switching centers and the absolute centers and medians of a graph. Oper Res 12:450–459CrossRef Hakimi L (1964) Optimum locations of switching centers and the absolute centers and medians of a graph. Oper Res 12:450–459CrossRef
[49]
Zurück zum Zitat Hakimi L (1965) Optimum distribution of switching centers in a communication network and some related graph theoretic problems. Oper Res 13:462–475MathSciNetCrossRef Hakimi L (1965) Optimum distribution of switching centers in a communication network and some related graph theoretic problems. Oper Res 13:462–475MathSciNetCrossRef
[50]
Zurück zum Zitat He S, Kuo YH, Wu D (2016) Incorporating institutional and spatial factors in the selection of the optimal locations of public electric vehicle charging facilities: A case study of Beijing, China. Transport Res C-Emer 67:131–148CrossRef He S, Kuo YH, Wu D (2016) Incorporating institutional and spatial factors in the selection of the optimal locations of public electric vehicle charging facilities: A case study of Beijing, China. Transport Res C-Emer 67:131–148CrossRef
[51]
Zurück zum Zitat Church R, ReVelle C (1974) The maximal covering location problem. Reg Sci 32:101–118CrossRef Church R, ReVelle C (1974) The maximal covering location problem. Reg Sci 32:101–118CrossRef
[53]
Zurück zum Zitat Kuby M, Seow L (2005) The flow-refueling location problem for alternative-fuel vehicles. Socio Econ Plann Sci 39:125–145CrossRef Kuby M, Seow L (2005) The flow-refueling location problem for alternative-fuel vehicles. Socio Econ Plann Sci 39:125–145CrossRef
[54]
Zurück zum Zitat Chung SH, Kwon C (2015) Multi-period planning for electric car charging station locations: A case of Korean expressways. Eur J Oper Res 242(2):677–687CrossRef Chung SH, Kwon C (2015) Multi-period planning for electric car charging station locations: A case of Korean expressways. Eur J Oper Res 242(2):677–687CrossRef
[55]
Zurück zum Zitat Anderson JE et al (2016) LADEN2020 Schlussbericht. DLR Institut für Verkehrsforschung, Berlin Anderson JE et al (2016) LADEN2020 Schlussbericht. DLR Institut für Verkehrsforschung, Berlin
[56]
Zurück zum Zitat Jg K, Kuby M (2012) The deviation-flow refueling location model for optimizing a network of refueling stations. Int J Hydrogen Energ 37(6):5406–5420CrossRef Jg K, Kuby M (2012) The deviation-flow refueling location model for optimizing a network of refueling stations. Int J Hydrogen Energ 37(6):5406–5420CrossRef
[57]
Zurück zum Zitat Rockström J et al (2017) A roadmap for rapid decarbonization. Science 355(6331):1269–1271CrossRef Rockström J et al (2017) A roadmap for rapid decarbonization. Science 355(6331):1269–1271CrossRef
[58]
Zurück zum Zitat Rodrigue JP, Comtois C, Slack B (2017) The geography of transport systems, 4. Aufl. Routledge, Abingdon Rodrigue JP, Comtois C, Slack B (2017) The geography of transport systems, 4. Aufl. Routledge, Abingdon
[60]
Zurück zum Zitat Helms H et al (2016) Weiterentwicklung und vertiefte Analyse der Umweltbilanz von Elektrofahrzeugen. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau Helms H et al (2016) Weiterentwicklung und vertiefte Analyse der Umweltbilanz von Elektrofahrzeugen. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau
[61]
Zurück zum Zitat Pötscher F et al (2014) Ökobilanz alternativer Antriebe – Elektrofahrzeuge im Vergleich. Umweltbundesamt, Wien Pötscher F et al (2014) Ökobilanz alternativer Antriebe – Elektrofahrzeuge im Vergleich. Umweltbundesamt, Wien
[62]
Zurück zum Zitat Rudolph F, Koska T, Schneider C (2017) Verkehrswende in Deutschland. Greenpeace e.V., Wuppertal Institut, Hamburg Rudolph F, Koska T, Schneider C (2017) Verkehrswende in Deutschland. Greenpeace e.V., Wuppertal Institut, Hamburg
[65]
Zurück zum Zitat FZI Forschungszentrum Informatik und Fraunhofer IAO (2014) Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben „Geschäftsmodelle und IKT-basierte Dienstleistungen für Elektromobilität“, Version 2.2 FZI Forschungszentrum Informatik und Fraunhofer IAO (2014) Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben „Geschäftsmodelle und IKT-basierte Dienstleistungen für Elektromobilität“, Version 2.2
[66]
Zurück zum Zitat Styczynski ZA, Komarnicki P, Naumann A (Hrsg) (2012) Abschlussbericht Harz.ErneuerbareEnergien-mobility. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Magdeburg. ISBN: 978-3-940961-71-6 Styczynski ZA, Komarnicki P, Naumann A (Hrsg) (2012) Abschlussbericht Harz.ErneuerbareEnergien-mobility. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Magdeburg. ISBN: 978-3-940961-71-6
[70]
Zurück zum Zitat Ovelle A, Hably A, Bacha S (2018) Grid optimal integration of electric vehicles: Examples with Matlab implementation. Verlag Springer, HeilderbergCrossRef Ovelle A, Hably A, Bacha S (2018) Grid optimal integration of electric vehicles: Examples with Matlab implementation. Verlag Springer, HeilderbergCrossRef
[71]
Zurück zum Zitat Noske T, Mercker M (2017) E-Mobilität: Phasenwähler als Alternative zum Netzausbau. EW Magazin für die Energiewirtschaft 10:54–57 Noske T, Mercker M (2017) E-Mobilität: Phasenwähler als Alternative zum Netzausbau. EW Magazin für die Energiewirtschaft 10:54–57
[72]
Zurück zum Zitat Oberländer J (2018) Phasenwähler der Firma Stromnetz Berlin GmbH. Autoreninformation vom 21.02.2018 Oberländer J (2018) Phasenwähler der Firma Stromnetz Berlin GmbH. Autoreninformation vom 21.02.2018
Metadaten
Titel
Elektromobilität als technisches System
verfasst von
Przemyslaw Komarnicki, Prof. Dr.
Jens Haubrock, Prof. Dr.
Zbigniew A. Styczynski, Univ.-Prof. Dr.
Copyright-Jahr
2018
Verlag
Springer Berlin Heidelberg
DOI
https://doi.org/10.1007/978-3-662-56249-9_5

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