Wo kommt eigentlich der ganze Strom her?! Ein Ausblick

Wo kommt eigentlich der ganze Strom her?! Ein Ausblick

Beitragvon Eike » Mi 27. Jan 2016, 00:43

Moin Leute,

stellen wir uns vor, es ist das Jahr 2035 und es gibt nur noch einen minimalen Anteil von Verbrenner PKW. Auf der Autobahn A7 herrscht das übliche Chaos. Tag Täglich passieren diese Autobahn teilweise gute 70.000 PKW. Üblicher Reiseverkehr zu den Sommerferien.

Riesige Parkplätze wurden mit Ladeinfrastrukur ausgestattet um den enormen Strombedarf der zahlreichen Fahrzeuge zu decken.

Wirklich ?? Riesige Parkplätze ??

Da stellt sich doch die Frage, wie viel Ladesäulen bräuchte man überhaupt an einer Autobahn wie der A7, bei dem heutigem Verkehr.
Ich hab es mit Hilfe von Daten aus einer Verkehrszählung aus dem Jahr 2011 mal ausgerechnet. Der Energiebedarf der Fahrzeuge wird mit 20kWh pro 100km angenommen und betrachtet wird nur der PKW Verkehr.
Zwar gehe ich von heutigen Verkehr aus, aber nicht von heutigen Akkus! Ich denke die Akkus zukünftiger Elektroautos bewegen sich im Bereich von 40-70kWh und Laden mit 3-4C.

Es werden ganze
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Trommelwirbel
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333 Ladesäulen á 150kw benötigt.


Natürlich habe ich das nicht streng Wissenschaftlich betrachtet, manche Faktoren wurden nicht beachtet. Natürlich haben wir keinen gleichmäßigen Verkehr den ganzen Tag über. Fahrten von unter 200km können ohne Zwischenladen gemeistert werden, wie hoch ist der Anteil dieser ? :oops:

Meine Rechnung kann gerne angeschaut werden, meine Quelle befindet sich ebenso im Google Doc.
https://docs.google.com/spreadsheets/d/1BZDmgniAZ0cu_YxqfTZjlS92CgXco-uKk-864cThJHo/edit?usp=sharing

Natürlich ist es nicht so einfach einen Rasthof mit 50 Ladesäulen á 150kW aus zu statten, da hat man mal die Anschlussleistung eines kleinen Windparks voraussichtlich aber auch den gleichen Umsatz :lol:
Noch dazu könnte man mit den ganzen Akkus am Netz ein ganz nettes Smartgrid aufbauen. Die Ladeleistung könnte beispielsweise im Bereich von 130-150kW netzfreundlich gesteuert werden.

Meine Rechnung darf gerne überprüft werden, währe nicht das erste mal das ich mich in den 10er Potenzen aus Schusseligkeit verrechne :roll: :roll:


Gibt es denn außer der deutschen Bundesregierung und den Akkupreisen so gar keine ernsthaften Probleme bei der Elektromobilität??? :lol: :lol:
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Beitragvon Priusfahrer » Mi 27. Jan 2016, 07:59

Wie Du schon richtig festgestellt hast, wird nicht jeder an jeder Raststätte Laden wollen/müssen. Bei 70kWh ergibt sich bereits eine Reichweite von 300km und mehr. Innerhalb dieser Strecke gibt es vermutlich 10 Raststätten mit ausreichend Ladeanschlüssen.

An jede Raststätte ein Akkuspeicherkraftwerk von sagen wir 5MWh und schon ist der Betrieb von 100x150KW Ladesäulen technisch gesehen kein Problem. Auf den Rasthöfen wäre auch ein 2-3MW BHKW denkbar, welche dann gleich die Gaststätte und die Tanke mit Wärme versorgt. Achso? Welche Tanke :lol:

Den Parkplatz dann noch mit PV überdacht und daben einen kleinen Windpark und fertig.

Also mir fallen da viele Möglichkeiten ein den Bedarf zu decken.
Wer eher bremst fährt länger schnell (ohne nachzuladen)
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Re: Wo kommt eigentlich der ganze Strom her?! Ein Ausblick

Beitragvon spark-ed » Mi 27. Jan 2016, 08:17

Ein sehr interessantes Thema, hat mich auch schon viel beschäftigt.
Folgende Ungenauigkeiten sehe ich bei deiner Herangehensweise:

- Du gehst in der sehr vereinfachten Annahme von einer gleichmäßigen 24h/100% Auslastung aus. Der als Grundlage genommene DTV Wert (durchschnittliche tägliche Verkehrststärke) berücksichtigt nicht den Verlauf über den Tag/ Woche. Es ist zu vermuten, dass zu Spitzenzeiten (Pendlerverkehr + Urlaubsreiseverkehr) ein Vielfaches des Durchschnittswertes unterwegs sein wird.

Für eine echte Bedarfsanalyse wird der Verlauf über den höchstfrequentierten Tag eines Jahres benötigt.
Sicherlich kann man dann den ermittelten Wert etwas reduzieren, da sich die Autofahrer auch auf ein eingeschränktes Angebot einstellen können, wird sich der Verlauf entsprechend der gebotenen Ladeinfrastruktur etwas glätten (Bei variablen Fahrzeiten wird freiwillig auf die Nebenzeiten ausgewichen)

Die Bereitstellung von den gigantischen Anschlussleistungen wird da schon eine nätürliche ökonomische Grenze aufzeigen. (Bei einer Tankstelle kostet es nun mal eben nicht viel mehr, noch 10 Zapfsäulen als Backup für Spitzenzeiten vorzuhalten)


- wie du schon erwähnt hast, wird vermutlich nur jenseits der Basisreichweite auf Fernstrassen geladen.
Dadurch fällt ein großer Teil der Verkehrsteilnehmer aus der Betrachtung wieder heraus (Pendler und Fahrten unter 200km) Diese Verkehrsteilnehmer werden, sofern nicht in der eigenen Garage, an öffentlichen Ladeplätzen z.B an 3,7kW aufgeladen haben.
Vermutlich werden aber genau diese Kurzstreckenfahrer auch überproportional zu den Peaks beitragen (rush hour) somit ergibt sich dadurch eine weitere Glättung im Bedarf.


- Du gehst von 20kWh/100km aus, das halte ich für etwas knapp bemessen. Immerhin sollte der Schwerlastverkehr (macht über 10% der Gesamtkilometer aus) ja auch noch berücksichtigt werden

- In deinem Beispiel gehst du nur von der A7 in Schleswig-Holstein aus, wenn ich das richtig sehe? Da hast du auf Gesamtdeutschland gesehen 99% der Autobahnkilometer unterschlagen.
Das deutsche Autobahnnetz ist mit rund 13.000km fast 100x so lang wie nur der Anteil der A7 in SH.


Andere Betrachtung:
Insgesamt werden jährlich ca. 750 Mrd km auf bundesdeutschn Strassen zurückgelegt. Davon gut 10% durch Schwerlastverkehr.
Wenn man sehr vereinfacht von 30kWh/100km über alle Fahrzeugklassen ausgeht kommt man auf über 225.000 GWh oder einen mittleren Leistungsbedarf über das gesamte Jahr von ~ 25 GW

Das wäre ungefähr das doppelte der derzeit in Summe erzeugten Energie aus regenerativen Energiequellen.
Nicht zu vergessen - wir reden hier auch von 100% elektrischem Strassenverkehr.
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Re: Wo kommt eigentlich der ganze Strom her?! Ein Ausblick

Beitragvon Spürmeise » Mi 27. Jan 2016, 08:38

spark-ed hat geschrieben:
Das wäre ungefähr das doppelte der derzeit in Summe erzeugten Energie aus regenerativen Energiequellen.


Das sind Zahlen von früher! Zuletzt im 1. Halbjahr 2015 haben Erneuerbare Energien in Deutschland 95 Mrd. kWh Stromerzeugt. Nimmt man einfach den Durchschnittsverbrauch von 15 kWh/100 km eines Elektroautos und setzt die 14.230 km durchschnittliche Jahresfahrleistung an, sieht man, dass Erneuerbare Energien heute schon doppelt so viele E-Autos mit Strom versorgen könnten (89 Mio.) als es heute Verbrenner-PKW (44 Mio.) gibt.
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Re: Wo kommt eigentlich der ganze Strom her?! Ein Ausblick

Beitragvon Poolcrack » Mi 27. Jan 2016, 10:15

Vielleicht müssen wird unsere Mobilität aber auch nochmal überdenken. Eine Möglichkeit wären Autoreisezüge in der Ferienzeit. Die Elektroautos könnten dann während der Fahrt schnarchladen, während die Fahrer in Liege- oder Schlafwagen schnarchen. Die Oberleitung sollte genügend Strom für die Ladewilligen liefern. Am nächsten Morgen sind beide geladen bzw. erholt und können den Rest der Strecke zum Zielort rein elektrisch zurücklegen.
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Re: Wo kommt eigentlich der ganze Strom her?! Ein Ausblick

Beitragvon rolandp » Mi 27. Jan 2016, 10:25

Hallo Poolcrack,

leider werden die Autoreisezüge von der "überaus" "fähigen" Managementebene der Deutschen Bahn eingestellt.

Für die Züge z.B. nach Österreich probiert man gerade eine Lösung bei der Ö-Regierung mit der DB zu finden...

Kurz gesagt...Autoreisezüge, Ladestationen, E-Autokaufanreize sind bei der Regierung UNWICHTIG !


Wenn dann andere Anbieter die Züge betreiben wollen...dann gibts Auflagen die einen Betrieb nahezu unmöglich machen...siehe private Bahnanbieter...

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Re: Wo kommt eigentlich der ganze Strom her?! Ein Ausblick

Beitragvon TWIKER » Mi 27. Jan 2016, 10:28

und wenn in den nächsten Jahren nur die Straßenbeleuchtung auf LED umgestellt wird, dann wird trotz des Hochlaufs der Elektrofahrzeuge nachts weit weniger Strom benötigt :D
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Re: Wo kommt eigentlich der ganze Strom her?! Ein Ausblick

Beitragvon Poolcrack » Mi 27. Jan 2016, 10:54

rolandp hat geschrieben:
leider werden die Autoreisezüge von der "überaus" "fähigen" Managementebene der Deutschen Bahn eingestellt.
...
Kurz gesagt...Autoreisezüge, Ladestationen, E-Autokaufanreize sind bei der Regierung UNWICHTIG !

Bei den aktuellen Wägen der DB (steinalt) läuft nach und nach die Zulassung aus. Neue Wägen gibt es nicht. Teilweise wurden schon Autoreisezüge durch LKWs ersetzt!

Ich wollte aber eher einen zugegeben optimistischen Ausblick in die Zukunft mit einer Lösungsmöglichkeit bieten. Wenn erst mal ein großer Teil der Bevölkerung ein Elektroauto hat, dann ist die Regierung gezwungen zu handeln. Die DB ist ja (immer noch) zu 100% in Staatsbesitz.
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Re: Wo kommt eigentlich der ganze Strom her?! Ein Ausblick

Beitragvon spark-ed » Mi 27. Jan 2016, 11:32

@spürmeise: Hast recht. Habe nur PV und Wind angenommen. Zusammen mit den anderen Quellen wie Biomasse und Wasser kommt das mit knapp 200TWh schon hin.
Im Gesamtmix werden 15kWh/100km als Annahme aber nicht ausreichen.
Selbst mein Smart braucht im Gesamtjahresschnitt mehr.(Bei Berücksichtigung aller Verluste - letzte Woche waren es bedingt durch Kurzstrecken und Vorheizen z.B. eher 25kWh/100 ab Steckdose)
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Re: Wo kommt eigentlich der ganze Strom her?! Ein Ausblick

Beitragvon Super-E » Mi 27. Jan 2016, 12:23

Ich habe ja schon mal in einem vergleichbaren thread postuliert, dass wir in 15 Jahren auf manchen Autobahnraststätten durchaus 100 Schnelladestation vorfinden werden. Die Autobahnen in Ballungsräumen sind zwar viel befahren, aber viele der Fahrten sind regional. Problematisch wird es eher an den üblichen Fernreiserouten in der Urlaubszeit (z.B. A8 München -> Salzburg). Da bilden sich heute schon an den Rastplätzen Schlangen an den Zapfsäulen! Ich denke aber nicht, dass man so viele Säulen aufstellen kann, dass man dies kompensieren kann (da reichen 100 nicht!), aber durch die größeren Akkus kann man seinen Ladestopp dann ggf. etwas planen (und die besonders schlimmen Abschnitte meiden). Für den Urlaubsverkehr könnten dann auch Autoreisezüge helfen.

Wenn man davon ausgeht, dass normale (nicht Autobahn) Tankstellen, deren Kiosk ja heute schon oft mit Cafe ausgerüstet sind, in Zukunft dann statt Zapfsäulen eben 10+ Schnellladesäulen für den Laternenparker haben, werden die Autobahnladesäulen eher dem Fernreiseverkehr vorbehalten sein. Außer an den oben genannten Routen sollte das kein Problem darstellen. Je größer die Akkus und je mehr Ladeleistung umso weniger Stationen benötigt man auch. Und je mehr €/Zeit verdient man an einer Station, was eine Rentabilität ermöglichen und das Überleben der Tankstellen als Ladestellen sichern kann. (Ich gehe davon aus, dass der Aufbau und Betrieb von 5 x 50kW Säulen im Vergleich zu 10 x 150kW Säulen sich nicht proportional zum abgegebenen Ladestrom verhalten wird, vor allem da es wohl eher Powerschränke sein werden mit dynamisch angesprochenen Rüsseln - unter der Voraussetzung, dass die Abrechnung nach Leistungsspitzen im Gewerbe geändert wird). Zusammen mit den ganzen „opportunity Ladern“ und Heimladern sollte das so funktionieren.

Zum Anschluss. 100 x 150kW sind maximal 15MW. Das klingt sehr viel, aber eine 30kV Mittelspannungsleitung kann dies locker versorgen. Ggf. muss man den Rastplatz damit neu anschließen.

Wie sich die Elektrifizierung des LKW Verkehrs entwickeln wird sehe ich noch mit Fragezeichen. Partielle Oberleitungen zum Laden der Akkus halte ich für gar nicht so abwegig. Vor allem an den Raststationen, da das die Steckvorgänge spart! Vielleicht wird man aber beim LKW auch den Akkutausch realisieren. Dies hätte den Vorteil, dass man die Akkus langsam und schonend und bei Überschuss laden kann. Bei Nutzfahrzeugen sehe ich keine wirkliche Problematik das zu standardisieren und bei einem 500kWh Akku lohnt sich auch der Tausch…

Großladeparks bieten sich dann übrigens bei ehemaligen Raffineriestandorten an ;-)
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