EMILAS

Elektromobilität in Mehrfamilienhäusern durch intelligente Ladestationen mit 2nd life Batteriespeicher

Laufzeit: 9/2019 - 8/2023
Auftraggeber / Zuwendungsgeber:
Bundesministerium für Wirtschaft und Energie (BMWi)
Kooperationspartner: VDE Renewables GmbH; Beck Automation GmbH; deer GmbH; DSG Invest GmbH

Webseite: emilas.de
Projektfokus:
Wohnanlage in Weinsberg
© DSG Invest GmbH
Wohnanlage in Weinsberg.
Second-Life Batterie
© Beck Automation GmbH
Second-Life Batterie.

Die Verbreitung von Elektrofahrzeugen gilt als wesentliches Instrument, um die Schadstoff- und CO2-Emissionen im Verkehrssektor signifikant zu senken. Ziel dieses Projekts »EMILAS« ist es, gebrauchte Fahrzeugbatterien als stationäre Pufferspeicher für Ladestationen in Mehrfamilienhäusern aus technischer wie wirtschaftlicher Sicht nutzbar zu machen. Dieser Ansatz verhindert einerseits einen Netzanschluss mit höherer Leistung, andererseits wird durch die Zweitnutzung von Fahrzeugbatterien die CO2-Bilanz verbessert. Für die Integration in Tiefgaragen sind insbesondere die sicherheits- und normativen Belange wichtig. Ferner wird die Integration von lokalen „E-Car-Sharing Flotten“ in Tiefgaragen untersucht, die eine Rückspeisung aus der Fahrzeugbatterie in das Gebäudenetz ermöglicht. Da die Wohnquartiere mit Photovoltaikanlagen und BHKW ausgerüstet werden, ermöglicht das intelligente Lademanagement des Pufferspeichers und das Gebäude-Energiemanagement optimierte Lösungen zur Erhöhung des Eigenverbrauchs.

Die weite Verbreitung von Elektrofahrzeugen hin zu einem Massenmarkt ist wesentlich, um die Schadstoff- und Treibhausgasemissionen im Verkehrssektor zu senken. Die Produktion von Fahrzeugbatterien ist jedoch sehr energieintensiv, sodass sich die Vorteile der Elektromobilität bezüglich der CO2-Emissionen erst durch eine lange Nutzungsdauer der Batterien und entsprechend höheren kumulierten Fahrkilometern der Fahrzeuge deutlich bemerkbar machen.

Aufgrund der Alterung  der eingesetzten Lithium-Ionen Batterien sinken die Reichweite und die Performance von E-Fahrzeugen über die Lebensdauer. Ein nötiger Austausch der Batterie im Fahrzeug muss jedoch nicht das Ende des Betriebes der Batterie bedeuten, sie kann in einer Zweitanwendung weiter genutzt werden und bei geringerer Leistung noch ausreichend Kapazität zur Verfügung stellen. Über die damit verbundene längere Nutzungsdauer der Batterie verbessert sich folglich die CO2-Bilanz.

Für die Erschließung des Massenmarktes von E-Fahrzeugen ist es entscheidend, nicht nur in Garagen von Einfamilienhäusern Lademöglichkeiten anzubieten, sondern auch für die breite Masse in Mehrfamilienhäusern. Im Projekt wird das Segment Mehrfamilienhäuser adressiert und die entwickelten Lösungen in einem neu errichteten Quartier mit Ein- und Mehrfamilienhäusern in Weinsberg demonstriert. Die aufgebaute Ladeinfrastruktur in den Tiefgaragen soll dabei neben der primären Aufgabe der intelligenten Nachladung der E-Fahrzeuge zusätzlich Flexibilitätsoptionen für das Gebäude-Energiemanagement, z.B. zur Optimierung der Eigenverbrauchsquote einer integrierten PV-Anlage anbieten.

Ferner sind für das Demonstrationsobjekt Car-Sharing Flotten mit E-Fahrzeugen in den Tiefgaragen bzw. auf den zugehörigen Außenparkplätzen geplant. Anhand der Feldtests soll eruiert werden, inwiefern sich Betreiber- und Geschäftsmodelle mit lokalen gebäudeintegrierten Car-Sharing Flotten realisieren lassen. Da diese Fahrzeuge nicht in Privatbesitz sind, können die Batterien nicht nur für das lokale Lastmanagement, sondern auch leichter für die Rückspeisung in das Stromnetz des Gebäudes genutzt werden, um z.B. Lastspitzen zu kappen.

Zentral für die Umsetzung und die weite Verbreitung der entwickelten Systemlösungen ist die Untersuchung der Sicherheit und Zuverlässigkeit, sowie Zertifizierung von Ladestationen mit gealterten Fahrzeugbatterien als Pufferspeicher in Tiefgaragen. Wichtig sind hierbei die Berücksichtigung der Alterung, deren Auswirkung auf die zentralen Faktoren Sicherheit, Zuverlässigkeit und Performance sowie die Bestimmung der Restlebensdauer, um diese Lösungen technisch und ökonomisch sinnvoll zu gestalten.