Projekt

INNOVATIVE E-MOBILITÄT FÜR DEN LÄNDLICHEN RAUM

Durch die voraussichtlich schnell zunehmende Elektrifizierung des Individualverkehrs stellt Kommunen im ländlichen Raum vor große Herausforderungen. Eine Frage ist, wie die notwendige Ladeinfrastruktur intelligent und mit hoher Akzeptanz aufgebaut werden kann und wie sie in das bestehende, oft über mehrere Generationen gewachsene Stromnetz integriert werden kann.

Beim intensiven Ausbau der Elektromobilität eröffnen sich durch multivalente Sektorenkopplung interessante Chancen, insbesondere für Gemeinden, die das Ziel ‚Plusenergiegemeinde‘ verfolgen. So könnte das Energiesystem durch eine intelligente digitale Vernetzung der Fahrzeugbatterien mit lokalen Stromspeichern und Energiemanagementsystemen für Gebäude und Quartiere noch effizienter gestaltet werden. Die verfügbare Flexibilität erhöht bei intelligenter Nutzung insgesamt den Autarkiegrad und trägt zu einem netzdienlichen Betrieb bei. Die Gemeinde Wüstenrot ist durch vorangegangene Vorhaben hierauf bestens vorbereitet und bietet ideale Voraussetzungen, ein echter Leuchtturm der Elektromobilität im ländlichen Raum zu werden.

Das Forschungsprojekt ‚Smart2Charge‘ steht unter Leitung von Dr. Dirk Pietruschka, Leiter des Forschungszentrums für Nahhaltige Energietechnologie (zafh.net) an der Hochschule für Technik Stuttgart.

Partner sind: die Gemeinde Wüstenrot, die Mitsubishi Motors Deutschland Automobile GmbH, die enisyst GmbH und die Castellan AG. Als assoziierter Partner wirkt der Verein Elektromobilität Heilbronn-Franken mit und als Unterauftragnehmer sind die Stadtwerke Schwäbisch Hall dabei.

Das Projekt läuft bis November 2023. Es wird mit rund 2,2 Mio. € durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Klimaschutz (BMWK) gefördert.

Pilotstudien

Diese konkreten Pilotstudien werden demonstriert und erprobt:

Kommunale Liegenschaften

Rathaus, Bauhof und Feuerwehr bilden in Wüstenrot einen kommunalen Gebäudekomplex mit großen PV-Anlagen. Ein Hybridfahrzeug (Mitsubishi Outlander PHEV) mit bidirektionaler Batterieladefähigkeit wird hier eingesetzt und in das intelligente Energiemanagement des Gebäudekomplexes mit Arealstromnetz eingebunden. Damit stehen die Fahrzeugbatterien als aktive Komponenten des Energiemanagements zur Verfügung. Sie können lokal zur Erhöhung der Eigenstromversorgung aus PV-Anlagen und zur Netzentlastung durch Lastspitzenkappung eingesetzt werden.

Private Gebäude in der Plusenergiesiedlung

Die im Vorgängerprojekt EnVisaGe erbaute Plusenergiesiedlung ‚Vordere Viehweide‘ dient als Demonstrator. Verschiedene Haushalte haben sich bereiterklärt, bei der Pilotstudie mitzuwirken, in der eine zukunftsweisende Integration der Elektromobilität auf Quartiersebene und deren Anbindung an eine bestehende intelligente Steuerung der Energiesysteme demonstriert werden soll. Die genaue Ausgestaltung wird gemeinsam mit den Bewohnern entwickelt.

Elektrofahrzeuge im Handwerk

Am Beispiel von lokalen Betrieben (Schreinerei-, Bäckerei, Gastronomie) sollen Elektrofahrzeuge mit bidirektional nutzbarer Fahrzeugbatterie beispielhaft für den Einsatz im Handwerk bzw. in der Gastronomie betrieben und intelligent in das Gebäude- und Betriebsenergie-management mit großen PV-Anlagen eingebunden werden. Auch hier wird die genaue Ausgestaltung gemeinsam mit den Betrieben entwickelt.

E-Mobilitätshotspot an der Schule

Unweit des Ortskerns von Wüstenrot liegt die Grund- und Gemeinschaftsschule (Georg-Kropp-Schule) und der zentrale Busbahnhof. Hier soll ein E-Mobilitätshotspot entstehen. Dabei ist die Bereitstellung von zwei E-Fahrzeugen für die Aktion ‚Bürger fahren Bürger‘ vorgesehen, sowie zwei bis drei Stellplätze mit E-Ladestation für einen e-Car-Sharing Anbieter, ein Lade-Stellplatz für ein Schulfahrzeug und eine Leihstation für E-Fahrräder. So wird eine flexible Anbindung vom Busbahnhof in den Ortskern (letzte Meile) ermöglicht. Dieser Fahrzeugladepool soll in das Arealstromnetz der Schule mit mehreren großen PV-Anlagen eingebunden werden.

SmartGrid – Anbindung

Die Ladeinfrastruktur aller genannten Pilotprojekte wird über das Quartiers- bzw. Gebäudeleitsystem von enisyst an das virtuelle Kraftwerk der Stadtwerke Schwäbisch Hall bzw. an die Cloud-Quartiersleittechnik QLT von enisyst angebunden. Hierzu wird eine Schnittstelle zum Energiemanagementsystem von Mitsubishi (MEMS) entwickelt und implementiert. Neben anderen regelbaren Lasten, können so auch die in den Fahrzeugen verfügbaren Speicherkapazitäten in Kombination mit einer intelligenten Ladeinfrastruktur im Stromnetz beispielhaft als planbare Stromsenken und -quellen zum Ausgleich positiver und negativer Residuallasten im Verbund genutzt werden.

01

Team Mobilität

Die Hochschule für Technik befasst sich mit der Analyse von Verkehrsströmen in der Region und Entwicklung von innovativen Optionen für den multimodalen Split zwischen den Verkehrssystemen und entwickelt Standortanalysen für die optimale Installation der Ladeinfrastruktur für die Umsetzung des innovativen Car-Sharing in Zusammenarbeit mit den Bürgerinnen und Bürgern vor Ort.

02

Team Wirtschaftspsychologie

Die Hochschule für Technik befasst sich mit der Analyse der Nutzungspotentiale und Nutzerakzeptanz von E-Mobilität im ländlichen Raum und entwickelt Co-Creation-Prozesse (z.B. Handwerker, Gastronomie, private Hausbesitzer, Kommune). Entwicklung von Motivationsstrategien mit der Analyse von Erfolgsfaktoren für die Umsetzung von Car-Sharing Modellen und einem optimalen multimodalen Split zwischen den Verkehrssystemen im ländlichen Raum.

03

Team Energietechnik und Informatik

Die Hochschule für Technik und enisyst  befassen sich mit der intelligenten Integration der Ladeinfrastruktur in das Energiesystem. Sektorenkopplung zwischen Mobilität und Energieversorgung von Gebäuden und Quartieren:
Analyse der Auswirkungen einer schnell wachsenden Elektrifizierung des Individualverkehrs auf das lokale Stromnetz; Ausarbeitung von Strategien zur Stärkung der Netzinfrastruktur (Netzausbau, dezentrale Batterien, intelligentes Ladelastmanagement); Entwicklung von intelligenten Ladestrategien zur bidirektionalen Nutzung von Fahrzeugbatterien unter Einsatz von KI; Implementierung der entwickelten Lösungen in der cloudbasierten Quartiersleittechnik von enisyst und Anbindung an das SmartGrid bzw. die Netzleittechnik der Stadtwerke.

04

Team Ladeinfrastruktur und Car-Sharing

Mitsubishi Motors (MMDA), Castellan und enisyst: Bereitstellung der Fahrzeuge und Unterstützung von Castellan und enisyst bei der Entwicklung der Schnittstellen mit Daten zum Batterielademanagement, Fahrleistung und Batteriealterung (MMDA). Entwicklung einer kostengünstigen, flexiblen, herstelleroffenen Buchungsplattform zum e-Carsharing (Castellan).

05

Team Geschäftsmodellentwicklung

HFT Stuttgart und die Gemeinde Wüstenrot:
Ableitung, wirtschaftliche Bewertung und Umsetzung von innovativen Geschäftsmodellen. Diese beziehen sich sowohl auf die verschiedenen Optionen zur bidirektionalen Nutzung der Fahrzeugbatterien als auch auf mögliche Car-Sharing Modelle. Analyse unterschiedlicher Geschäftsmodelle für Stadtwerke und Mobilitätsanbieter, auch im Hinblick auf Bürgerbeteiligungen und genossenschaftliche Ansätze.