Zielbeschreibung der Eigenbetrieb Beteiligungen der Landeshauptstadt Kiel (EBK)

Das Ziel des EBK ist es, zusammen mit der KVG die Umsetzung der Maßnahmen in der verkehrstechnischen Infrastruktur voranzubringen. Die stärkere Nutzung elektrisch betriebener Fahrzeuge für den ÖPNV steht innerhalb des Vorhabens im Vordergrund, sodass zum einen die Schaffung einer ausreichenden Ladeinfrastruktur im Streckennetz umgesetzt sowie eine höhere Auslastung der Verkehrsmittel erzielt werden soll.

Als Ergebnis dieser identifizierten Maßnahmen wird in erster Linie eine kurzfristige Reduzierung der NOx-Belastung in der Landeshauptstadt Kiel erwartet, welche einhergeht mit der Elektrifizierung des Individualverkehrs sowie des öffentlichen Nahverkehrs. Im weiteren Projektverlauf soll die neue Infrastruktur genutzt werden, um das elektrische Netz zu stützen und den zukünftig erforderlichen Ausbau des elektrischen Netzes, welcher bei einer weiter fortschreitenden Elektrifizierung zu erwarten ist, zu minimieren. Die LHK strebt an, Modellstadt für Elektromobilität zu werden (Ratsbeschluss Drs.1058/2017). Dafür ist u.a. eine optimierte Netzinfrastruktur zur ausreichenden Energieversorgung von privaten Haushalten, Wirtschaft, Behörden und städtischer Infrastruktur notwendig. Die Bestrebungen der Stadt Kiel gehen einher mit weiteren Aktivitäten bzw. Beschlüssen, welche im Folgenden kurz genannt sind:

• Erstellung eines Green-City-Plans zur Gestaltung nachhaltiger und emissionsfreier Mobilität aus dem Sonderprogramm zur Förderung der Erstellung von Masterplänen auf der Grundlage der Förderrichtlinie „Automatisiertes und vernetztes Fahren“

• Aktionsprogramm zur Luftreinhaltung (siehe auch Green-City-Plan) beinhaltet die Drucksache öffentlich 1063/2017 (7.11.2017 Innen- und Umweltausschuss)

• Antrag der Ratsversammlung für saubere Luft zur Vermeidung von Fahrverboten Drucksache öffentlich 0238/2018 sowie Hinweis auf Erfordernis für die Landstromanbindung im Kieler Hafen

• Konzept zur Einführung der E-Mobilität in den Linienbussen des ÖPNV der Landeshauptstadt Kiel (Drucksache öffentlich 1226/2017 (18.01.2018 Ratsversammlung)) sowie dem 2. Sachstandsbericht über die Einführung der E-Mobilität in den Linienbussen des ÖPNV der Landeshauptstadt Kiel und Konzeptfortschreibung 2023 – 2024 ff. (Drs. 0628/2021)

Die Landeshauptstadt Kiel hat in Absprache mit der KVG den Umbau von vier Endhaltestellen für die Ladung von Elektrobussen geplant und umgesetzt. Der EBK baut zudem zusammen mit der KVG seine Busbetriebshöfe für die Nutzung durch Elektrobusse - insbesondere die Voraussetzungen für die Ladung – um. Mit Hilfe der Verlängerung bis zum 31.12.2023 strebt das Kielflex-Konsortium und hier insbesondere der Eigenbetrieb Beteiligungen zusammen mit der KVG an, eine weitere Busendhaltestelle mit dem notwendigen Netzanschluss für den Aufbau von Ladeinfrastruktur kostenneutral durch Umschichtungen auszustatten. Durch die Verlängerung wird das Projekt Kielflex das anvisierte Ziel, als Leuchtturmprojekt für urbane Integration und Management von Ladeinfrastruktur zur Reduzierung der NOx-Emissionen zu fungieren, erreichen und genauere Erkenntnisse zum Systembetrieb erlangen, wodurch die Transferfähigkeit auf andere Kommunen und Städte erhöht wird.

Zielbeschreibung der CAU

Die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel untersucht im KielFlex-Projekt Maßnahmen für die Versorgungssicherheit des elektrischen Netzes. Im Fokus steht die Entwicklung eines intelligenten Netzmanagements, das die Integration leistungselektronischer Komponenten und Speichersysteme bzw. den Einsatz angebundener elektrischer (mobiler) Verbraucher als flexible Last beinhaltet.

Die Christian-Albrechts-Universität zu Kiel schafft einen Labordemonstrator an der Technischen Fakultät, um die Einbindung von Elektrofahrzeugen, elektrischen Speichersystemen und lokalen, flexiblen Lasten in das entwickelte intelligente Netzmanagement zu untersuchen. Neue Netztechnologien können getestet werden, die ein hohes Potential besitzen, Stromausfälle auch bei einer zukünftig hohen Anzahl an Elektrofahrzeugen im Stadtgebiet vermeiden zu können.

Zielbeschreibung der SWKiel Netz GmbH

Durch die steigende Nachfrage nach Elektrofahrzeugen müssen zusätzliche Leistungsbedarfe durch das Stromnetz der SWKiel Netz GmbH abgedeckt werden. Ziel der SWKiel Netz GmbH ist es den Ausbau von Ladeinfrastruktur (LIS) für E-Mobilität netztechnisch zu geringstmöglichen Kosten zu realisieren. Dazu soll zum einen die erwartete Durchdringung der E-Mobilität in Kiel bestmöglich prognostiziert werden, um so den zu erwartenden Leistungsmehrbedarf abzuschätzen. Zum anderen soll am Beispiel von mehreren Showcases gezeigt werden, wie der zu erwartende Leistungsmehrbedarf in vielen Fällen ohne zusätzlichen Netzausbau gedeckt werden kann. Ein problemloser, flächendeckender Betrieb von Ladeinfrastruktur (LIS) ist die Voraussetzung für eine erfolgreiche Integration der E-Mobilität und die damit verbundene Reduktion von NOx. Neben der Errichtung öffentlicher LIS liegt der Fokus in KielFlex auf der Installation von LIS für Wohnungswirtschaft und Gewerbe wie z.B. die Ausstattung von Tiefgaragenstellplätzen in Mehrfamilienhäusern oder die optimale Ladung von elektrischen Betriebsflotten. Die Umsetzung zu geringstmöglichen Kosten erfordert u.a. ein intelligentes Lademanagement um bspw. Lastspitzen zu vermeiden. Im Projekt KielFlex sollen daher Technologien, Steuerungsmechanismen und Betriebsführungskonzepte entwickelt und umgesetzt werden, die dabei helfen Lastspitzen zu vermeiden und Ladezyklen zu glätten. Hierzu gehören u.a. die Entwicklung eines Elektromobilitäts-Management-Systems und die Ausrüstung von einzelnen Trafostationen mit intelligenter Mess- und Steuerungstechnik. In den einzelnen Showcases sollen die neuen Komponenten implementiert und getestet werden und so als Blaupause für andere Anwendungsfälle zur Verfügung stehen. Am Betriebshof der Stadtwerke Kiel soll z.B. das optimale Laden der E-Fahrzeug-Flotte mit der vorhandenen Anschlusskapazität umgesetzt werden. Mit Hilfe einer Echtzeitsteuerung auf Basis des Buchungssystems der Stadtwerke Kiel sollen die Fahrzeuge den Mitarbeitern bedarfsgerecht zur Verfügung stehen.

Zielbeschreibung des IFF

Das Fraunhofer IFF konzentriert sich im KielFlex-Projekt auf die Konzeptionierung und die Umsetzung eines intelligenten Energiemanagements für die Ladeinfrastruktur einschließlich der notwendigen Komponenten sowie Informations- und Kommunikations-Infrastruktur. Durch eine intelligente Koordination von Lade- und Speichersystemen sowie des Netzmanagements können die bestehenden Netzkapazitäten optimal ausgenutzt werden. Hierdurch wird die Erfüllung der Anforderungen, die die Elektromobilität stellt, nachhaltig sichergestellt. Zur Sicherstellung der zielgerechten Funktionalität und zukunftsfähigen Systemumsetzung wird von Seiten Fraunhofer IFF die Systemarchitektur auf Basis von Anwendungsfällen gestaltet und bereits bestehende Systeme mit eingebunden. Ein Schwerpunkt dabei stellt die Verwendung moderner Standards für den Datenaustausch dar. Auf dieser Grundlage wird das intelligente Management-System entwickelt und in der Praxis erprobt.

Zielbeschreibung ABB AG Mannheim

Das Ziel von ABB ist die Entwicklung von intelligenten Ladeinfrastrukturkonzepten und einem opti-mierten Demand-Side-Management. Im Vordergrund steht die Umsetzung eines intelligenten Lademanagements in Kombination mit anderen elektrischen Verbrauchern und Erzeugern. Dabei werden verschiedene Szenarien von Elektromobilität betrachtet, wie zum Beispiel Flottenladeoptimierung, Optimierung von Einzelladepunkten in Wohnquartieren und von Endhaltestellenladen im ÖPNV. Die Optimierung basiert auf mathematischen Optimierungsalgorithmen zur Minimierung der Kosten. Ein weiterer Schwerpunkt liegt auf der Untersuchung standardisierter Konzepte zur technischen Optimierung von Netzrückwirkungen auf das vorgelagerte Mittelspannungsnetz. Im Folgenden ist sind mögliche berücksichtigte Einheiten im Demand-Side-Management zu sehen:

Kombination technischer Einheiten im Energieoptimierungssystem. ABB überprüft und verifiziert mittels Netzanalysen die Auswahl der Ladeinfrastruktur-Standorte hinsichtlich der technisch-wirtschaftlichen Platzierung, wobei der Einsatz von Pufferspeichern zur Spitzenlastreduzierung adressiert wird. So wird eine optimale Integration der geplanten Ladeinfrastruktur ermöglicht und durch den Einsatz eines intelligenten Lademanagements weiter verbessert. Anwendung finden die intelligenten Ladeinfrastrukturkonzepte an öffentlichen Ladepunkten, an verschiedenen Ladepunkten des ÖPNV und im Flottenmanagement von Betrieben. Kombiniert mit Speichern, Erzeugung aus erneuerbaren Energien und dem umfassenden Energieoptimierungssystem wird so eine möglichst netzverträgliche und umweltfreundliche Einbindung der Elektromobilität ermöglicht. Darüber hinaus wird die Chance geschaffen Elektromobilität zur Kompensation von Schwankungen durch erneuerbare Energien zu nutzen.

ABB (ABBN: SIX Swiss Ex) is a pioneering technology leader with a comprehensive offering for digital industries. With a history of innovation spanning more than 130 years, ABB is today a leader in digital industries with four customer-focused, globally leading businesses: Electrification, Industrial Automation, Motion, and Robotics & Discrete Automation, supported by its common ABB Ability™ digital platform. ABB’s market leading Power Grids business will be divested to Hitachi in 2020. ABB operates in more than 100 countries with about 147,000 employees.

Beschreibung der SWK AG

Die SWK mit ihrer 100% Tochter SWKiel Netz GmbH ist ein regionaler Versorger von Elektrizität, Gas, Wasser und Fernwärme im Stadtgebiet Kiel und in einigen Umlandgemeinden und erwirtschaftet mit ihren rund 1.000 MitarbeiterInnen einen Umsatz von mehr als 570 Mio. EUR. Gesellschafter sind zu 51 % die MVV Energie AG, Mannheim und zu 49 % die Landeshauptstadt Kiel. Ziel der Stadtwerke Kiel AG (SWK) im Projekt KielFlex ist es, nach Bedarf in möglichst vielen im Förderaufruf adressierten Bereichen Ladeinfrastruktur auszubauen. Die konkreten Standorte sollen im Rahmen von KielFlex evaluiert werden. Aus Sicht der SWK kann eine signifikante Reduktion von NOx und weiteren Emissionen nur erreicht werden, wenn der Betrieb von E-PKW durch flächendeckende Ladestandorte problemlos möglich ist. Hierzu gehört neben öffentlichen Ladestationen vor allem der Bereich der Wohnungswirtschaft mit der Notwendigkeit der Schaffung einer großen Anzahl von Normalladeinfrastruktur beispielsweise in Tiefgaragen. Seit 2011 haben die SWK im Stadtgebiet an 20 Standorten bisher 60 Ladepunkte errichtet und betreiben mit Partnern eine Online Plattform (stromfahrer.sh), welche interessierte BürgerInnen, Unternehmen und Fuhrpark-betreiber an das Thema Elektromobilität heranführt und in allen Phasen des Umstellungsprozesses unterstützt. Die SWK setzen aktuell bereits 18 E-Fahrzeuge im eigenen Fuhrpark ein und planen diesen in 2019 auf 27 Fahrzeuge aufzustocken.

Die Stadtwerke Kiel nutzen aktuell 15 Elektroautos und stellen im Laufe dieses Jahres 50 Prozent ihres Fuhrparks auf elektrische Antriebe um.

Zielbeschreibung der SBRS GmbH

Auf dem Betriebshof Werftstrasse wird ein netzpriorisierendes Last- und Lademanagement integriert. Über eine noch mit der KVG zu definierende Schnittstelle wird die netzseitig zur Verfügung stehende Leistung für die Depotlader ermittelt. Diese setzt sich zusammen aus der am Standort insgesamt zur Verfügung stehenden Leistung abzüglich der in der Werkstatt und für die Schnelllader verwendete Leistung. Die Werkstatt ist mit höchster Priorität versehen, die Schnelllader mit mittlerer und die Depotlader mit geringster Priorität. Somit stehen im Minimalfall nur 100kW für die Depotlader zur Verfügung. Sobald sich die bezogene Leistung in den anderen Bereichen verringert, erhöht sich die Leistung der Depotlader. Dabei wird das Prinzip „first in – first serve“ umgesetzt, d.h. dass die Busse in der Reihenfolge ihres Eintreffens mit der zur Verfügung stehenden Leistung geladen werden. Dabei wird die Leistung so aufgeteilt, dass die Busse entsprechend ihrer Reihenfolge des Eintreffens möglichst mit maximaler Leistung geladen werden. Die Nennladeleistung kann vom AG bei Bedarf in Abhängigkeit von Vorgabezeiten begrenzt werden. Die Begrenzungen erfolgt statisch, d.h. dass die Vorgabe in Form eine „Look-Up-Table“ oder mehrerer Werteingaben erfolgt. Die Schnittstellen der Software sind offen, so dass eine externe Anbindung möglich ist. Optional werde im Zusammenhang mit dem Projekt Kileflex folgende Anforderungen realisiert. Über eine externe Vorgabe für die maximale Leistung in bestimmten Zeiträumen, kann auf die Anforderungen des Netzbetreibers bzw. unterschiedliche Tarifierungen zu Spitzenlastzeiten reagiert werden. Die Vorgabe der Nennladeleistung kann dynamisch erfolgen. Dabei können verschiedene Szenarien miteinander verknüpft werden und ständig aktualisierte Werte oder Zustände die Lastverteilung regulieren. Die Vorkonditionierung wird als eine vierte Prioritätsstufe implementiert, welche Vorrang vor den Schnellladern und den Depotladern hat. In dem Fall, dass ein Fahrzeug zu einer bestimmten Zeit, die durch den Betriebsablauf vorgegeben ist, vorkonditioniert werden muss, kann Ladeleistung von anderen Schnellladern oder Depotladern reduziert werden um die Leistung für die Vorkonditionierung zur Verfügung zu stellen. Die Umsetzung erfordert enge Abstimmung mit dem AG bezüglich des geplanten Betriebsablaufs und projektspezifische Implementierung in der Software des Last- und Lademanagementsystems. Die zur Verfügung stehende Leistung und die Ladeinfrastruktur kann dadurch optimal, kostenbewusst und dem reibungslosen Betriebsablauf dienlich eingesetzt werden.

Die SBRS GmbH ist Ihr Partner und stehen Ihnen als Systemintegrator für alle Ladeinfrastrukturprojekte zu Land zu Wasser und in der Luft zur Verfügung. Die Komplexität eines Projektes betrachten wir als Herausforderung, die Lösung im Sinne unseres Kunden steht dabei immer weit oben in der Agenda. Unter der Markennamen „Schaltbau e-mobility“ entwickeln und produzieren wir Ladegeräte optimiert auf Ihre kundenspezifischen Anforderungen. Von 20kW bis zu 3 MW Ladepunktleistung und immer getreu dem Motto „Efficiency first“