Accessible Requires Authentication Published by De Gruyter September 25, 2018

Vehicle-to-Factory

Eine Potenzialanalyse zur Nutzung der Speicher von Elektromobilen im industriellen Umfeld

Vehicle-to-Factory
Stefan Roth, Timo Klement, Stefan Braunreuther and Gunther Reinhart

Kurzfassung

Stationäre Energiespeicher können zur Kostenminimierung der Stromversorgung von produzierenden Unternehmen beitragen, indem sie für die Reduzierung von Lastspitzen, zur Lastverschiebung oder für die Eigenbedarfsoptimierung verwendet werden. Die Investitionsentscheidung zu den Speichersystemen wird nicht zuletzt durch die erhöhte Nachfrage nach Fahrzeugbatterien für Elektromobile und damit verbundenen Preisschwankungen erschwert. Dieser Beitrag zeigt, wie die Elektromobilität als Chance für die industrielle Energiebeschaffung verstanden werden kann, wenn Lade- und ggf. Entladevorgänge der Fahrzeuge auf Unternehmensparkplätzen energieorientiert koordiniert werden.

Abstract

An analysis of the potential for the use of electric vehicle batteries in the industrial energy management. By using stationary energy storage systems for reduction of power peaks, load shifting and increasing the on-site power usage, manufacturing companies can minimize their energy costs. The market price for battery systems however is inter alia heavily dependent on the electrification of the transport sector and therefore associated with the increasing demand of resources for battery production. This article indicates the potential of coordinated charging processes of electric vehicles to support the industrial energy management.


Stefan Roth absolvierte 2007 die Berufsausbildung zum Elektroniker für Energie- und Gebäudetechnik bei der Überlandwerk Krumbach GmbH. Daraufhin studierte er Wirtschaftsingenieurwesen mit Schwerpunkt Energietechnik und Energiewirtschaft in Ulm, Neu-Ulm und Saarbrücken. Während des Studiums sammelte er Praxiserfahrung bei einer Management- und Technologieberatungsgesellschaft in Berlin und an einem Institut der Universidad Autónoma de Guadalajara in Mexiko. Von 2014 bis 2017 war er als Researcher bei der Stadtwerke Saarlouis GmbH in verschiedenen Innovations- und Forschungsprojekten tätig. Seit September 2017 ist er beim Fraunhofer IGCV in Augsburg unter anderem im Rahmen des Energiewendeprojekts „SynErgie“ tätig. Zu seinen Forschungsfeldern gehören die energetische Fabrikinfrastruktur sowie Energieeffizienz und Energieflexibilität in der Produktion.

Timo Klement studiert Wirtschaftsingenieurwesen an der Universität Augsburg und verfasst derzeit seine Bachelorarbeit zum Thema Vehicle-to-Factory am Fraunhofer IGCV. Neben Werkstudententätigkeiten bei MAN Diesel & Turbo sowie am Fraunhofer IGCV sammelte er erste praktische Erfahrungen zur Planung und Durchführung zu Produktionsprozessen in einem halbjährigen Praktikum in einem Werk der BMW Group in Indien. In seinem Studium mit Schwerpunkt auf Materials Ressource Management liegt der Fokus auf einer ganzheitlichen Betrachtung zur ressourcenschonenden Wertschöpfung.

Prof. Dr.-Ing. Stefan Braunreuther studierte Maschinenwesen an der Technischen Universität München mit den Schwerpunkten Luft- und Raumfahrttechnik und promovierte am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften im Themenfeld der Laserfertigungstechnik. Seit 2014 leitet er die Abteilung Planung und Steuerung des Fraunhofer IGCV (vormals Fraunhofer IWU Projektgruppe RMV). Im Oktober 2017 trat er die Professur „Fabrikbetrieb und Produktion“ an der Hochschule Augsburg an.

Prof. Dr.-Ing. Gunther Reinhart ist Ordinarius für Betriebswissenschaften und Montagetechnik an der Technischen Universität München. Er studierte bis 1982 Maschinenbau mit dem Schwerpunkt Konstruktion & Entwicklung und schloss 1987 die Promotion am Institut für Werkzeugmaschinen und Betriebswissenschaften (iwb) der Technischen Universität München bei Prof. Dr.-Ing. J. Milberg ab. Von 1988 bis 1993 war er leitender Angestellter bei der BMW AG in München, erst zuständig für die Entwicklung von Füge- und Handhabungstechnologien, später verantwortlich für die Münchner Karossen-Lackiererei. 1993 wurde Prof. Reinhart auf den Lehrstuhl für Betriebswissenschaften und Montagetechnik an der Technischen Universität München und in die Leitung des iwb berufen. Seit 2016 ist Prof. Reinhart der geschäftsführende Institutsleiter des Fraunhofer IGCV in Augsburg.


Literatur

1. Klimaschutzplan 2050. Klimaschutzpolitische Grundsätze und Ziele: Unterrichtung durch die Bundesregierung: Drucksache 18/10370. Berlin 2016 Search in Google Scholar

2. Umweltbundesamt: Energiebedingte Treibhausgasemissionen. URL: https://www.umweltbundesamt.de/daten/energie/energiebedingte-emissionen#textpart-1 [Stand: 06.07.2018] Search in Google Scholar

3. Matzen, F. J.; Tesch, R. (Hrsg.): Industrielle Energiestrategie. Praxishandbuch für Entscheider des produzierenden Gewerbes. Springer-Gabler-Verlag, Wiesbaden2017 Search in Google Scholar

4. Müller, E.; Engelmann, J.; Löffler, T.; Strauch, J.: Energieeffiziente Fabriken planen und betreiben. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg2009 Search in Google Scholar

5. Graßl, M.: Bewertung der Energieflexibilität in der Produktion. Dissertation, TU München,2015 Search in Google Scholar

6. Köhler, A.; Baron, Y.; Winfried, B.; Heinemann, C.; Vogel, M.; Behrendt, S.; Degel, M.; Krauß, N.; Buchert, M.: VDI ZRE Studie: Ökologische und ökonomische Bewertung des Ressourcenaufwandes. Stationäre Energiespeichersysteme in der industriellen Produktion, 2018 Search in Google Scholar

7. Sterner, M.; Stadler, I. (Hrsg.): Energiespeicher – Bedarf, Technologien, Integration. Springer-Verlag, Berlin, Heidelberg2014 Search in Google Scholar

8. Bundesregierung: Nationaler Entwicklungsplan Elektromobilität der Bundesregierung. Online unter https://www.bmvi.de/SharedDocs/DE/Anlage/VerkehrUndMobilitaet/nationaler-entwicklungsplan-elektromobilitaet.pdf?__blob=publicationFile [Stand: 07.07.2018] Search in Google Scholar

9. Agora Energiewende: 12 Thesen zur Energiewende. URL: https://www.agora-energiewende.de/fileadmin/Projekte/2012/12-Thesen/Agora_12_Thesen_Langfassung_2.Auflage_web.pdf [Stand: 06.07.2018] Search in Google Scholar

10. Plötz, P.; Gnann, T.; Kühn, A.; Wietschel, M.: Markthochlaufszenarien für Elektrofahrzeuge. Langfassung; Studie im Auftr. der acatech – Dt. Akademie der Technikwissenschaften und der Arbeitsgruppe 7 der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE). Karlsruhe 2013 Search in Google Scholar

11. IONITY: Online unter: http://www.ionity.eu [Stand: 03.07.2018] Search in Google Scholar

12. Bratzel, S.; Thömmes, J.; Tellermann, R.: Center of Automotive Studie: Marktentwicklung von Elektrofahrzeugen für das Jahr 2030: Deutschland, EU, USA und China. Eine Szenarioanalyse. Studie im Auftr. des Industrieverbandes Gießerei-Chemie e. V., 2017 Search in Google Scholar

13. Drude, L.; Pereira Junior, L. C.; Rüther, R.: Photovoltaics (PV) and Electric Vehicle-to-Grid (V2G) Strategies for Peak Demand Reduction in Urban Regions in Brazil in a Smart Grid Environment. Renewable Energy68 (2014), S. 44345110.1016/j.renene.2014.01.049 Search in Google Scholar

14. van der Kam, M.; van Sark, W.: Smart Charging of Electric Vehicles with Photovoltaic Power and Vehicle-to-Grid Technology in a Microgrid: A Case Study. Applied Energy152 (2015), S. 203010.1016/j.apenergy.2015.04.092 Search in Google Scholar

15. Beier, J.; Neef, B.; Thiede, S.; Herrmann, C.: Integrating On-site Renewable Electricity Generation into a Manufacturing System with Intermittent Battery Storage from Electric Vehicles. Procedia CIRP48 (2016), S. 48348810.1016/j.procir.2016.04.057 Search in Google Scholar

16. Betz, J.; Lienkamp, M.: Approach for the Development of a Method for the Integration of Battery Electric Vehicles in Commercial Companies, Including Intelligent Management Systems. Automotive and Engine Technology1 (2016) 14, S. 107117 Search in Google Scholar

17. Austrian Mobile Power: Elektroauto – Ladedauer & Anschlusstypen. URL: www.austrian-mobile-power.at/amp/AMP_Factsheets/Austrian_Mobile_Power_Factsheet_12_Uebersicht_Netzanschluss_und_Ladedauer_bei_Elektroautos.pdf [Stand: 12.07.2018] Search in Google Scholar

18. Tautz, D.: So viel gependelt wurde noch nie. Online unter https://www.zeit.de/mobilitaet/201707/pendler-rekord-arbeitnehmer-stress [Stand: 12.07.2018] Search in Google Scholar

19. Schumacher, I.; Würfel, P.: Strategien zur Strombeschaffung in Unternehmen. Energieeinkauf optimieren, Kosten senken. Springer-Gabler-Verlag, Wiesbaden2015 Search in Google Scholar

20. Keller, F.; Schultz, C.; Braunreuther, S.; Reinhart, G.: Enabling Energy-Flexibility of Manufacturing Systems through New Approaches within Production Planning and Control. Procedia CIRP57 (2016), S. 7525710.1016/j.procir.2016.11.130 Search in Google Scholar

Online erschienen: 2018-09-25
Erschienen im Druck: 2018-09-28

© 2018, Carl Hanser Verlag, München