Mobilität
Thema
Stichworte: Elektromobilität, Wasserstoffmobilität, E-Auto, E-Fahrzeug, Ladeinfrastruktur, Ladestrategie, Brennstoffzellenfahrzeug, Elektroauto, Elektrofahrzeug
Beschreibung:
Der Mobilitätssektor trägt mit einem Anteil von 36 % maßgeblich zu den deutschen THG-Emissionen bei. Dieser Sektor birgt somit erhebliches Einsparpotenzial, indem über Elektrifizierung und Umstellung auf erneuerbare Energiequellen Emissionen vermieden werden.
Biogas, Wasserstoff und Strom stehen als drei emissionsarme Möglichkeiten zur Verfügung, herkömmliche fossile Treibstoffe wie Benzin und Diesel zu ersetzen.
Die Verbrennung von Biokraftstoff CNG kann die CO2-Emission um 20 bis 54 % im Vergleich zu herkömmlichen Kraftstoffen reduzieren. Dabei ist jedoch zu beachten, dass der Ertrag von Biomasse pro Hektar um den Faktor 10 geringer ist als der Ertrag aus Photovoltaik-Anlagen.
Vorausgesetzt, dass der elektrische Strom aus einer CO2-freien Quelle stammt, erzeugen sowohl Brennstoffzellenfahrzeuge als auch Elektrofahrzeuge keine direkten CO2-Emissionen. Vergleicht man die beiden Technologien, zeigt sich jedoch, dass der Energiebedarf bei der Wasserstoffnutzung etwa 2,5-mal höher ist als bei Elektrofahrzeugen. Daher zeichnet sich heutzutage der Trend ab, den Mobilitätssektor vermehrt zu elektrifizieren.
Um eine umfassende soziale Akzeptanz zu erreichen, ist es wichtig, die Ladeinfrastruktur ausreichend auszubauen und attraktive Preisangebote zu etablieren. Im privaten Umfeld können gesteuerte Ladestrategien (V1G) sowie bidirektionale Ladestrategien (V2G) den Kunden erhebliche Preisvorteile bieten. Gleichzeitig können die Fahrzeugbatterien aufgrund ihres hohen Flexibilitätsgrades auf systemtechnischer Ebene sowohl als negative Reserve (bei V1G und V2G) als auch als positive Reserve (nur bei V2G) fungieren, was zur Stabilisierung des Stromnetzes beitragen kann. Stadtwerke haben die Möglichkeit, ihren Kunden unterschiedliche Ladetarife anzubieten, abhängig z.B. davon, ob diese private Photovoltaikanlagen oder Energiespeicher besitzen. Im öffentlichen Raum könnten Stadtwerke in Zusammenarbeit mit Ladesäulenbetreibern gestaffelte Preise je nach Ladeleistung und Ladezeit einführen.
Ein Nachteil liegt im immer noch hohen Anschaffungspreis von Elektrofahrzeugen, der auch durch die Betriebskosteneinsparung nicht vollständig kompensiert werden kann. Helfen können zusätzliche Förderungen für Kunden.
Darüber hinaus spielt die Mobilität eine maßgebliche Rolle bei der Steigerung der Lebensqualität. Angesichts der alternden Gesellschaft werden innovative Konzepte benötigt, um der Bevölkerung eine effiziente Anbindung an Mobilitätsdienstleistungen zu bieten. Daher sollte der Schwerpunkt auf einer bequemen Kombination verschiedener Verkehrsträger liegen, um die Reisezeit effektiv zu nutzen. Dies verdeutlicht, dass künftig die Bedürfnisse der Nutzer priorisiert werden. Die Fokussierung auf Vernetzung und Automatisierung der Verkehrsteilnehmer steht somit im Vordergrund. Stadtwerke können sich hier in Zusammenarbeit mit der Kommune, an der Konzeptentwicklung beteiligen.
Aktuelle Fragestellungen & Herausforderungen:
Die Elektromobilität bringt eine bedeutende Herausforderung in Bezug auf die Stromnetze mit sich. Mit der zunehmenden Verbreitung von Elektrofahrzeugen entstehen eine höhere Nachfrage nach Ladestationen und damit verbunden eine erhöhte Belastung des Stromnetzes. Um dieser Herausforderung zu begegnen, sind verschiedene Ansätze notwendig:
- Netzausbau: Der Ausbau der Stromnetze, einschließlich der Erweiterung von Übertragungs- und Verteilnetzen, ist erforderlich, um die steigende Last aufzufangen. Des weiteren sollte die Integration erneuerbarer Energie sichergestellt und Smart Grids realisiert werden
- Lastmanagement und netzintelligente Ladetechnologien: Intelligente Ladesysteme können die Ladevorgänge der Elektrofahrzeuge optimieren. Batteriespeicher können als Puffer dienen, um die Spitzenlast zu reduzieren und Regelenergie anzubieten.
- Dezentrale Erzeugung: Die dezentrale Erzeugung von Energie, beispielsweise durch Photovoltaik-Anlagen, kann den Strombedarf vor Ort decken und den Netzbezug aus den höheren Netzebenen reduzieren. Somit wird der Bedarf für zusätzliche Netzkapazität verringert.
Die fortschreitende Digitalisierung ermöglicht innovative Mobilitätskonzepte wie Carsharing, Ridesharing und autonomes Fahren. Diese Entwicklung hat das Potenzial, den Mobilitätsektor effizienter zu gestalten, führt aber auch zur Notwendigkeit der Bewältigung folgender Herausforderungen:
- Bereitstellung einheitlicher Kommunikationssysteme: Es ist erforderlich, dass Fahrzeuge ohne regionale oder nationale Unterschiede Verkehrsdaten austauschen können.
- Optimale Datensicherheit: Die Datensicherheit sollte in allen Komponten und Systemen des Fahrzeugs selbst, sowie in der unmittelbaren Umgebung sichergestellt sein