VKU Stadtwerketag -...

Diese Präsentation enthält vertrauliche Informationen der Stromnetz Hamburg GmbH i S d § 6 a EnWG. Diese Informationen dürfen nicht an Dritte weitergegeben werden.

VKU Stadtwerketag - Kommune im Fokus: Von der Stromwende zur Energiewende Hannover Messe 2018 24.04.2018

Foto: www.mediaserver.hamburg.de/Jörg Modrow

Diese Präsentation enthält vertrauliche Informationen der Stromnetz Hamburg GmbH i.S.d. § 6 a EnWG. Diese Informationen dürfen nicht an Dritte weitergegeben werden.

Inhaltsverzeichnis

1 Vorstellung Stromnetz Hamburg GmbH

2 Hamburger Masterplan Elektromobilität

3 Lastentwicklung in Folge der Elektromobilität in Hamburg

4 Aktuelle und zukünftige Restriktionen im Netz

5 Smarte Handlungsoptionen und vorrausschauende Planung

24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 2


Inhaltsverzeichnis








Kuppelstellen zum Übertragungsnetz (380 kV) 3

Umspannwerke 53

Netz/Kundenstationen 7.500

Verteilnetzlänge 27.497 km

Vorstellung Stromnetz Hamburg GmbH Das Netzgebiet




FHH Beteiligungsstruktur Energienetze

• Beschäftigte 1.200

• Netzkunden 1.130.000

• Umspannwerke 53

• Netz/Kundenstationen 7.500

• Verteilnetzlänge 27.497 km

Stromnetz Hamburg GmbH in Zahlen

• Ladeinfrastrukturbetreiber der öffentlichen Ladeinfrastruktur in Hamburg: circa 1.000 öffentliche Ladepunkte bis Ende 2018

• IT-Abwicklung für diverse andere Kommunen wie Dresden, Kiel,… (weitere 1.000 LP bis Ende 2019)

• Betreiber von circa 800 Ladepunkten im privaten Umfeld (Flotten- und Lastmanagement-Konzepte, CPO für Busse)

FHH Beteiligungsstruktur Energienetze



Ausgewählte Ladeinfrastrukturkonzepte der Stromnetz Hamburg GmbH

Öffentliches Netz Hub Konzepte LLM Konzept

• Aufbau der öffentlichen Ladeinfrastruktur in Hamburg in zwei Phasen

• Phase 1 mit 600 Ladepunkten wurde im Oktober 2017 abgeschlossen).

• Phase 2: Ausbau auf 1.000 Ladepunkte und Weiterbetrieb bis mindestens 2024

• Ausweitung des Netzwerks auf Metropole, Partnerstädte sowie europaweite Barrierefreiheit

• Aufbau von mehr als 15 Ladeinfrastruktur-Hubs für das Mobilitätskonzept „switchh“

• Switchh bündelt öffentliche Mobilität:

• SNH wird mit sämtliche Standorte mit mehr als 150 Ladepunkten elektrifizieren

• LLM Konzept zur gesicherten Einhaltung aller technischen und vertraglichen Leistungsnenn- und Grenzwerte auf dem Betriebshof (hier Bramfeld).

• Für die gesamten 80 (zukünftig 200) Ladepunkte ist ein dynamisches Lastmanagement vorgesehen basierend auf Messungen im UW, in den Netzstationen sowie an den Ladepunkten


Inhaltsverzeichnis








Öffentliche Ladeinfrastruktur in Hamburg

• Aufbau von ca. 100 öffentlich zugänglichen Ladepunkten (ca. 50 Standorte) im Rahmen von Förderprojekten (hh=more)

• Eigentümer der Ladeinfrastruktur: Vattenfall und Hamburg Energie

• Status 2009: 258 E-Fzg in 95 Unternehmen

• Praktisch kein Ausbau von 2010 bis 2015

LI = Ladeinfrastruktur LP = Ladepunkt

FHH = Freie und Hansestadt Hamburg

Erste öfftl. LI in Hamburg

Senatsbeschluss Masterplan

Aufbau neuer LI in Hamburg durch SNH

Vorl. Ziel: 600 LP in HH

Vertrag der FHH mit SNH /

LI-Übernahme

IFB-Förderung für dritte Betreiber

ab 2015 Okt. 2017 ab 2009 Aug. 2014 Mrz. 2016 Mrz. 2015

Erweiterung auf 1000 LP

Ende 2018




„Weg vom Modell. Stattdessen sollten wir es einfach machen.“ Olaf Scholz, Erster Bürgermeister der Freien und Hansestadt

Hamburg, eMobillity Summit, 27. Juni 2013

• Durchbrechen des „Henne-Ei-Problems“

• Ziel: 600 LP in HH, davon 70 DC

• Direct Pay Angebot über APP und SMS

• Diskriminierungsfreier Zugang für alle Mobilitätsanbieter

• Vernetzung mit der Metropolregion wird über ein Partnervertragsmodell garantiert






Vorl. Ziel: 600 LP in HH


LI-Übernahme



Erweiterung auf 1000 LP

Ende 2018









Masterplan: Ziel

600 LP in HH


LI-Übernahme



MOIN: Erweiterung auf

1000 LP

Ende 2018

Aktuell ca. 350 Standorte mit > 700 Ladepunkten, (davon 40 DC) wöchentlich ca. 6 neue Standorte



Nutzung der Ladeinfrastruktur: Gesamtübersicht

• Aktuell werden 326 Standorte von der SNH verwaltet (davon 48 DC-Standorte)

• In Summe stehen den Nutzern 655 öffentlich zugängliche SNH-Ladepunkte zur Verfügung • Durchschnittlich wurde etwa 12 kWh pro Ladevorgang im Januar geladen

LI-Standorte im SNH-Backend Nutzung der Ladeinfrastruktur in Hamburg

0

20.000

40.000

60.000

80.000

100.000

120.000

140.000

01.0002.0003.0004.0005.0006.0007.0008.0009.00010.00011.000

Anzahl kWh

Jan. 18

123.796

10.427

Okt. 17

Juli 17

Apr. 17

Jan. 17

Okt. 16

Juli 16

40.892

4.481

kWh Anzahl Ladevorgänge

Jan. 18

324

48

276

311

38

273

309

38

271

Okt. 17

297

33

264

274

29

245

249

24

225

Juli 17

220

16

204

206

14

192

197

14

183

Apr. 17

180

8

172

160

6

154

148

4

144

Jan. 17

146

4

142

138

4

134

134

4

130

Okt. 16

132

4

128

123

4

119

114

4

110

Juli 16

108

4

104

DC AC

Stand 19.02.2018



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2. Politischer Impuls: Neue Mobilitätskonzepte am Beispiel ÖPNV

Elektro-Pkw ÖPNV

• Zusätzliche Elektrifizierung des ÖPNV sorgt für Netzausbaubedarf: ► ab 2020 nur noch Beschaffung

emissionsfreier Busse möglich (Volumen: 1.600 E-Busse, Energiebedarf > 100 GWh/a)

► Neubau der U5 in den 2020er-Jahren • Bereits heute: Voraussetzungen für die

kommende Busladeinfrastruktur müssen für die acht Betriebshöfe der Hochbahn und den einen Betriebshof der VHH geschaffen werden.

• Benötigte Anschlussleistung eines Betriebshofs kann dabei den Anschluss an das Hochspannungsnetz erfordern.

• Bis 2030 mehr als 100.000 Elektro-Pkw in HH erwartet (Anteil > 15%).

• Zusätzlicher Energiebedarf: ca. 500 GWh/a.

+

Die Bedeutung der Elektromobilität für das Stromnetz in Hamburg wird in den kommenden Jahren stark zunehmen. Der jährliche Energiebedarf für Hamburg wird bis 2030 um ca. 5 bis 10 Prozent steigen. Die konkreten Auswirkungen wurden im Rahmen einer Metastudie Elektromobilität analysiert.

Projektpartner



Beispiel von Intelligenz und dadurch verminderter Netzausbau

Anschlussleistungen der Hochbahn-Betriebshöfe

Die notwendige Anschlussleistung der jeweiligen Betriebshöfe lässt sich durch die Berücksichtigung realer Umläufe und mit Hilfe eines Lademanagements reduzieren. Die Entwicklung eines Lademanagements ist Bestandteil des Förderprojektes OPEN-LBE.

Worst-Case

in MVA

reale Umläufe 12 MVA 6,7

7,5 MVA 4,6

27 MVA 13,3

18 MVA 8,2 21 MVA 16,3

24 MVA 9,8

18 MVA 10,7

13,5 MVA 6,0

in 2030 Gleisdreieck!

Mittelspannung

Hochspannung



UW-Reserven je UW-Gebiet – 20301 Zusätzliche Lasten je UW-Gebiet – 20301

Lastentwicklung – Wirkung des Basis-Szenarios auf das Netzgebiet

• Heutige Reserven sind in den meisten Fällen noch ausreichend (nur Elektromobilität betrachtet). In 2030 werden vier kritische UW-Gebiete gesehen.

• Als mögliche Lösung werden neben dem klassischen Netzausbau intelligente Ladekonzepte betrachtet. 24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 15


Private Ladeinfrastruktur entwickelt sich im Verdichtungsbereich.

Kernstadt Laden an Ladeinfrastruktur Dritter

Standzeit ~ Ladezeit

Verdichtungsbereich Laden am eigenen Stellplatz

Standzeit >> Ladezeit

Elektrifizierung privater Fzg. im Stadtgebiet

Mit zunehmender Verbreitung privater Elektrofahrzeuge steigt die Nachfrage nach Ladeinfrastruktur am Wohnort.

Quelle: HSU-Metastudie Elektromobilität



Inhaltsverzeichnis








Entwicklung der privaten Ladeinfrastruktur – Netzanalyse zur Identifikation von Engpässen

Wahl Verteilungsschlüssel Aufnahmefähigkeit Sensitivitätsanalyse

• Variation von: - Gesamtfahrzeuganzahl (3 %, 9 %)

- Ladeleistung (11 kW, 22 kW)

- Gleichzeitigkeit, Korrelation ( 1 .. 0)

• Keine Variation von Netzstations-Bestand

• Aktuelle Auslastung gemäß Schleppzeiger-Werte (5-Jahres-Mittelwert)

• Zusätzlicher Leistungsbedarf: - Ladeleistung: 11 kW

- Gleichzeitigkeit: 1

- Korrelation mit Höchstlast: 1

Anzahl Nennwert-Überschreitungen

55 8

20 18 9

Nenn-leistung

Anzahl NS

Anzahl EV (3%)

Anzahl EV / NS

Summe 151 1699 315 20 145 7 400 41 378 9 500 43 495 12 630 47 682 15

Poppenbüttel Poppenbüttel

0

200

400

600

800

1000

1 0,9 0,8 0,7 0,6 0,5 0,4 0,3 0,2 0,1Gleichzeitigkeitsfaktor * Korrelation

Gesamt

• Annahme: - Nennleistung korreliert (in den

betrachteten Wohngebieten) mit der Anzahl der versorgten Haushalte

• Verteilungsschlüssel:

- 𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁𝑁 = 𝑁𝑁𝑈𝑈𝑈𝑈 ∗ 𝑃𝑃𝑁𝑁𝑁𝑁𝑃𝑃𝑈𝑈𝑈𝑈



0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Zeit

Lastmanagement als Handlungsoption zum Schutz der Betriebsmittel.

Beispiel-Szenario (hohe Basislast)

Quelle: Lastkurve NIS, vereinfachte Darstellung Quelle: NIS, vereinfachte Darstellung

= Elektrofahrzeuge anwesend (1)

These: Lastmanagement ist eine akzeptable Handlungsoption zum Schutz der Betriebsmittel in seltenen Belastungsfällen.

Pmax

= Elektrofahrzeuge anwesend & ladend (10)

Iist

Hohe Basislast + Lastmanagement

0 2 4 6 8 10 12 14 16 18 20 22 24Zeit

Strom in A

Imax

= Stellplätze privat (38) = Stellplätze öffentlich (12) Lastgang (plan, vereinfacht)

Zusätzliche Last (10x11 kVA)



Inhaltsverzeichnis








Leit-system

Datenhaltung Prognose

Stammdaten-Management Steuerung

Pilotprojekt Lastmanagement - Gesamtkonzept

Demonstrator SNH (proprietär)

Messung Netzstation

ACU

Koordinierungs-funktion

EMT EMT

SMGW Steuerbox

• Funktionsfähig, Test und Überarbeitung laufend

• Weiterentwicklung im Rahmen des ELBE-Projektes mit der Stadt Hamburg, Der HSU und externen Partnern

Gebündelte Ladeinfrastruktur Private Ladeinfrastruktur

• Inbetriebnahme geplant für Q2 2018

Demonstrator IDS/Görlitz

Aktivitäten haben die Sichtbarkeit erhöht und zu Anfragen zur Beteiligung an Förderprojekten geführt.



Übergangslösung für Ladepunktbetreiber (CPO) z.B. im Projekt ELBE


Leit-

system



Verteilnetzbetreiber

Überwachung Netzstation

CPO 1

Gebündelte Ladeinfrastruktur in Projekt „ELBE“

Ladepunktbetreiber (CPO)

CPO 2 CPO 3

CPO-spezifisch

Bestätigung, Fehlermeldung, Status

Pmax je Zählpunkt

Schnittstellen bei Ladepunktbetreibern z.T. bereits vorhanden. Erfahrungen aus Vorprojekten existieren (z.B. chargepoint: „Demand-Response“-Programme USA) Übergangslösung kann nicht alle Anforderungen des CLS/SMGW gleichwertig erfüllen, ist aber verfügbar.


Langfristiges Zielsystem (FNN)


Leit-

system



Verteilnetzbetreiber

Überwachung Netzstation

Koordinierungs-funktion

EMT EMT

SMGW Steuerbox

Private Ladeinfrastruktur

Controllable Local System (Smart-Meter)

Pmax je Zählpunkt

Ein durchgängig standardisiertes System ist noch nicht verfügbar.

SMGW Steuerbox

EE-Bus KNX

EE-Bus KNX



Foto: www.mediaserver.hamburg.de/bcs-media

Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit

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