Bereitstellung von Regelleistung durch Elektrofahrzeuge: Modellrechnungen für Deutschland im Jahr 2035 - Wolf-Peter Schill; Moritz Niemeyer; Alexander Zerrahn; Jochen Diekmann (Zeitschrift für Energiewirtschaft, 2016)
Sowohl beim Ausbau erneuerbarer Energien als auch im Bereich der Elektromobilität hat sich die Bundesregierung ambitionierte Ziele gesetzt. Im Kontext der Energiewende soll der Anteil fluktuierender erneuerbarer Energien an der Stromerzeugung weiter deutlich steigen. Dies erfordert tendenziell eine erhöhte Vorhaltung von Regelleistung. Gleichzeitig sinkt die Stromerzeugung aus thermischen Kraftwerken, die bisher einen großen Teil der Regelleistung vorgehalten haben. Vor diesem Hintergrund wird untersucht, welche Rolle eine angenommene Flotte von 4,4~Millionen Elektrofahrzeugen im Jahr 2035 bei der Bereitstellung von Regelleistung in Deutschland spielen könnte. Dabei werden zwei verschiedene Szenarien des Kraftwerksparks sowie unterschiedliche Möglichkeiten der Bereitstellung von Regelleistung mit und ohne Rückspeisung elektrischer Energie von den Fahrzeugbatterien in das Stromnetz untersucht. Berechnungen mit einem hierfür weiterentwickelten, quellenoffenen Simulationsmodell zeigen, dass die Elektrofahrzeugflotte einen nennenswerten Beitrag zu einer kostengünstigen Regelleistungsvorhaltung leisten kann. Dies gilt auch dann, wenn keine Rückspeisung von den Fahrzeugbatterien in das Stromnetz möglich ist. Unter Basisannahmen fallen hingegen die Arbitrageaktivitäten am Großhandelsmarkt sehr gering aus. Auch die Systemkosteneinsparungen sind im Vergleich zu einem rein kostenoptimalen Laden der Fahrzeugbatterien relativ niedrig. Unter alternativen Annahmen zur Zusammensetzung des Kraftwerksparks und zu den Batterieabnutzungskosten kann es dagegen zu nennenswerten Arbitrageaktivitäten am Großhandelsmarkt, zu einer noch höheren Regelleistungsbereitstellung und zu wesentlich größeren Systemkosteneinsparungen kommen. – – The German government has set ambitious goals for both the expansion of renewable energy supply and electromobility. According to its Energiewende policy, electricity supply from fluctuating renewables is supposed to further increase considerably. This will tend to require a greater provision of balancing reserves. At the same time, supply from conventional dispatchable plants, which used to provide the bulk of reserves, will decrease. Against this background, this article analyzes the scope for an assumed fleet of 4.4 million electric vehicles to supply balancing reserves in 2035. Examining two different future power plant scenarios, it explores the potentials of reserve provision with and without the option of feeding electricity from vehicle batteries back to the grid. Results from an extended open-source power system simulation model show that the assumed vehicle fleet can efficiently provide a substantial share of reserve requirements, also in case the vehicle-to-grid option is not available. Arbitrage on wholesale markets, on the other hand, is negligible under basic assumptions. Likewise, total system cost savings are minor when compared to a pure cost-optimal loading of vehicle batteries. Under alternative assumptions on the future power plant portfolio as well as on battery degradation costs, however, wholesale arbitrage, reserve provision, and system cost savings can be substantial.
Additional information: The final publication is available at Springer via http://dx.doi.org/10.1007/s12398-016-0174-7.
Keywords: Q40; Q42; 330; Balancing reserves; Electric vehicles; V2G; Renewables; Power system modeling; Germany