Ein Energie-Ökosystem für einen bewussten Verbrauch

Mit mehr als 125 000 zugelassenen Fahrzeugen in Frankreich ist das E-Auto aus dem Automobilpark nicht mehr wegzudenken. Die Prognosen der französischen Energie-Agentur Ademe gehen 2022 von einer Verfünffachung des E-Auto-Parks aus und Bloomberg New Energy Finance schätzt, dass der Kaufpreis eines E-Autos ab 2025 unter dem eines Autos mit Verbrennungsmotor liegen wird1. Angesichts der Umweltauswirkungen der Elektromobilität stellen sich zwei grundlegende Fragen: Welche Auswirkungen haben E-Autos und insbesondere ihre Batterien? Welche Auswirkungen hat das Aufladen auf das Stromnetz? Interview mit Floriane PETIPAS, zuständig für F&E und Innovation bei Bouygues Energies & Services

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Interview mit Floriane PETIPAS, Leiterin für F&E und Innovation bei Bouygues Energies & Services.

Welche Auswirkungen haben E-Autos und insbesondere ihre Batterien?

In einer Kohlenstoffstudie 42 über den Beitrag des E-Autos zur Energiewende in Frankreich wird die Analyse des Lebenszyklus des E-Autos mit der eines Autos mit Verbrennungsmotor verglichen. Die Studie zeigt, dass die Umweltbilanz eines elektrischen Kleinwagens 10 Tonnen CO2 ausmacht, das ist drei Mal weniger als bei einem Kleinwagen mit Verbrennungsmotor. Die Batterie macht ein Viertel dieser Emissionen aus, wenn man ihre Produktion, das Ende ihrer Lebensdauer sowie die Recycling-Gutschriften berücksichtigt.

Welche Auswirkungen hat das Aufladen auf das Stromnetz?

Das Aufladen eines E-Autos geht je nach Leistung der Ladestation mehr oder weniger schnell: 4 kW, 7 kW, 22 kW und 50 kW entsprechen 25 km, 50 km, 150 km und 300 km pro Stunde Ladezeit. Die Entscheidung für die Art der Ladestation hängt nicht nur vom Bedarf der Nutzer ab, sondern auch von der verfügbaren Leistung vor Ort. Bei einem Dienstleistungsgebäude wie dem Sitz von Bouygues Energies & Services mit einer Fläche von 12 000 m2 beträgt die maximal genutzte Leistung pro Gebäude 300 kW und der Jahresstromverbrauch liegt bei 1 GWh. Wenn man die gesamte Flotte von 250 Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor in E-Autos umwandeln würde, die an 7kW-Ladestationen aufgeladen werden, würde sich die maximale Leistung versechsfachen und der Jahresstromverbrauch würde sich um das 1,5-fache erhöhen3. Wenn man davon ausgeht, dass bis 2030 5 Millionen E-Autos im Verkehr sind, würde das Aufladen auf nationaler Ebene 27 % der aktuellen nationalen Leistung entsprechen4 und 3 % der nationalen Jahresleistung. Das Aufladen hat also erhebliche Auswirkungen auf die Leistung der Standorte, an denen Ladestationen installiert werden.

Créer un écosystème qui connecte intelligemment le véhicule électrique et le réseau

Wie können diese Auswirkungen reduziert werden?

Um eine Antwort auf diese Problematik zu finden, hat Bouygues Energies & Services im Rahmen der F&D-Projekte Eco2charge und Elsa (Energy Local Storage Advanced system), die von der Ademe und der Europäischen Kommission kofinanziert wurden, mehrere sich gegenseitig ergänzende Lösungen entwickelt. Zunächst die Steuerung des Ladevorgangs. Wenn mehrere Fahrzeuge gleichzeitig aufgeladen werden, insbesondere am Morgen in Dienstleistungsgebäuden und am Abend in Wohngebäuden, kann die für den Aufladevorgang entnommene Leistung sehr hoch sein. Anstatt das Aufladen des Fahrzeugs sofort nach dem Anschließen des Ladekabels zu starten, besteht die Steuerung darin, das Aufladen automatisch zu starten, wenn die verfügbare Leistung im Netz am höchsten ist, insbesondere außerhalb der Spitzenzeiten und wenn die Produktion erneuerbarer Energien ihren Höchststand erreicht. In einigen Fällen ist die Steuerung des Aufladevorgangs jedoch nicht wünschenswert (kurze Parkzeit und lange Strecken, Carsharing oder häufige Fahrten). Das Speichern der produzierten Energie bietet die Möglichkeit, die von den Ladestationen abgerufene Leistung auszugleichen, wenn die Fahrzeuge aufgeladen werden. Der gespeicherte Strom wird abgegeben, wenn die Nachfrage steigt, und erneut gespeichert, wenn das Netz weniger beansprucht wird.

Wie sieht es mit Second-Life-Batterien aus?

Zahlreiche Lieferanten von neuen Batterien verfügen bereits über ausgereifte Technologien. Um jedoch die Umweltauswirkungen von Batterien zu verringern, werden Speichersysteme mit Second-Life-Batterien entwickelt. Anstatt die Batterien nach einem ersten Lebenszyklus in einem E-Auto zu recyceln, werden sie für einen stationären Einsatz wiederverwendet. Das von Bouygues Energies & Services und Renault-Nissan entwickelte Speichersystem wird an mehreren Pilotstandorten in Europa getestet, insbesondere bei Challenger, dem Sitz von Bouygues Construction. Vehicle-to-Grid (V2G) steuert nicht nur den Ladevorgang, sondern auch das Entladen des E-Autos interaktiv mit dem Netz. Mit dieser Steuerungsart erhalten Batterien von E-Autos zwei Funktionen: Sie dienen einerseits als Energiequelle für das Fahrzeug, wenn es fährt, und andererseits als Unterstützung für das Stromnetz, wenn das Fahrzeug angeschlossen ist. Zuhause oder in einem Bürogebäude könnte V2G auch zum Gleichgewicht des Stromnetzes durch Entladen des Fahrzeugs bei Spitzenlasten beitragen.


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