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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
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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 3
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Kuppelstellen zum Übertragungsnetz (380 kV) 3
Umspannwerke 53
Netz/Kundenstationen 7.500
Verteilnetzlänge 27.497 km
Vorstellung Stromnetz Hamburg GmbH Das Netzgebiet
24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 4
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24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 5
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
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24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 6
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
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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 7
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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
24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 8
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Öffentliche Ladeinfrastruktur in Hamburg
„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
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
24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 9
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Öffentliche Ladeinfrastruktur in Hamburg
LI = Ladeinfrastruktur LP = Ladepunkt
FHH = Freie und Hansestadt Hamburg
Erste öfftl. LI in Hamburg
Senatsbeschluss Masterplan
Aufbau neuer LI in Hamburg durch SNH
Masterplan: 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
MOIN: Erweiterung auf
1000 LP
Ende 2018
Aktuell ca. 350 Standorte mit > 700 Ladepunkten, (davon 40 DC) wöchentlich ca. 6 neue Standorte
24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 10
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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
24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 11
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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 12
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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
24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 13
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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
24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 14
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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
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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
24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 16
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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 17
Diese Präsentation enthält vertrauliche Informationen der Stromnetz Hamburg GmbH i.S.d. § 6 a EnWG. Diese Informationen dürfen nicht an Dritte weitergegeben werden.
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
24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 18
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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)
24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 19
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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 20
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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.
24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 21
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Übergangslösung für Ladepunktbetreiber (CPO) z.B. im Projekt ELBE
24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 22
Leit-
system
Datenhaltung Prognose
Stammdaten-Management Steuerung
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.
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Langfristiges Zielsystem (FNN)
24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 23
Leit-
system
Datenhaltung Prognose
Stammdaten-Management Steuerung
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
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24.04.2018 | SNH | VKU-Stadtwerketag Seite 24
Foto: www.mediaserver.hamburg.de/bcs-media
Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit
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