Abbildung 6.6 zeigt die jährlichen, durchschnittlichen Ladekosten pro E-PKW und Jahr sowie deren Zusammensetzung für die Szenarien S1 – S4, die dazugehörigen Referenzszenarien und ein vergleichendes Szenario, im dem nach Maximal-Ladestrategie geladen, der Strom jedoch ausschließlich über den lokalen Markt bezogen wird.
Zunächst fällt auf, dass alle Referenzszenarien, obwohl sie mit unterschiedlichen Ladelastgängen verbunden sind (vgl.
Abbildung 5.4), zu denselben Kosten führen. Die Marktbezugskosten liegen bei 76 – 77 €/E-PKW/Jahr, die Gesamtlade-kosten bei 576 €/E-PKW/Jahr. Durch die Optimierung sinken die Kosten für den Marktbezug in allen Szenarien im Ver-gleich zum jeweiligen Referenzfall ohne Ladesteuerung um 42 – 46 % auf bis zu 42 €/E-PKW/Jahr. Die Erlöse durch V2G liegen bei 8 – 12 €/E-PKW/Jahr. An Netzknoten mit EE-Abregelung können diese Erlöse die Marktbezugskosten über-kompensieren. Nach Abzug der V2G-Erlöse verbleiben an diesen Netzknoten jährliche Marktbezugskosten von durch-schnittlich -17 €/E-PKW in Szenario S3, im Vergleich zu 31 €/E-PKW in Szenario S1. Aufgrund der hohen fixen Strom-preisbestandteile sinken die durchschnittlichen Gesamtladekosten in allen Szenarien nur um 11 – 12 % auf nun 524 €/E-PKW/Jahr in den Szenarien S1 und S2 bzw. auf 518 €/E-PKW/Jahr (S3) und 519 €/E-PKW/Jahr (S4). An Netz-knoten mit Überschussstrom werden durchschnittliche jährliche Gesamtladekosten in Höhe von 394 – 431 €/E-PKW erzielt und damit 27 % der Kosten des Referenzfalls ohne Ladesteuerung eingespart.
Abbildung 6.6: Zusammensetzung der jährlichen Ladekosten pro E-PKW für die Szenarien S1 (geringe Flexibilität) – S4 (maximale Flexibilität) sowie die dazugehörigen Referenzszenarien und ein Vergleich zu Ladekosten bei reinem Marktbezug (Mittelwerte über alle Netzknoten).
Aufgrund der geringen Preisvolatilität bei gleichzeitiger Berücksichtigung von NNE für den Ladestrom ist es in den Sze-narien mit V2G nicht möglich, ausschließlich über den Kauf und Verkauf am lokalen Markt Erlöse zu erzielen (vgl. Ab-schnitt 6.1). An Netzknoten ohne EE-Abregelung sind die Kosteneinsparungen daher nur über unidirektional gesteuertes Laden zu erklären. An Netzknoten mit EE-Abregelung hingehen wird V2G auch bei kostenminimierender Ladestrategie
0 100 200 300 400 500 600
Nur Marktbezug S1-Ref S1 S2-Ref S2 S3-Ref S3 S4-Ref S4
EUR/E-PKW/Jahr
Gesamtkosten davon Marktbezug davon sonst. Strompreisbestandteile V2G Erlöse
eingesetzt. Daher zeigen die untersuchten Alternativen zur Belastung des Marktbezugs mit NNE die stärkste Auswirkung auf die Gesamtladekosten. Im Fall reduzierter NNE sinken die Gesamtladekosten bereits ohne Ladeoptimierung um 21 %.
Die Umlage der NNE auf fixe Strompreisbestandteile hingegen lässt die Kosten um 7 % steigen. Die höchsten Kosten treten in S2-NNE-fix ohne Rückspeiseoption auf. Nach der Optimierung durch den Aggregator können die geringsten Gesamtladekosten in den Szenariovarianten S3-NNE-red und S4-NNE-red mit reduzierten NNE beobachtet werden (409 – 410 €/E-PKW/Jahr). Auch S2-NNE-red weist mit 418 €/E-PKW/Jahr noch deutlich reduzierte Kosten auf.
Die Wahl einer größeren Batterie, einer höheren maximalen Ladeleistung oder geringeren Mindestreichweite hingegen führt kaum zu einer Senkung der Gesamtladekosten. Höhere Kosten können jedoch im Fall eines minimal oder maximal gewählten Start-SOC beobachtet werden. Bei der Wahl einer kleineren Batterie, geringeren maximalen Ladeladeleistung sowie höheren Mindestreichweite steigen die Kosten kaum.
Für einzelne Netzknoten an Nord- und Ostsee betragen die Gesamtladekosten jedoch nur rund die Hälfte der durchschnitt-lichen Werte. Hier können in S2 bis zu 327 €/E-PKW/Jahr realisiert werden, v. a. durch das Rückspeisen in S4 bis zu 250 €/E-PKW/Jahr, im Fall reduzierter NNE in S4-NNE-red sogar 237 €/E-PKW/Jahr.
Zusammengefasst können über alle Szenarien hinweg die Gesamtladekosten durch gesteuertes Laden reduziert und die E-PKW mit 250 – 558 €/Jahr betrieben werden. Für 90 % der Fahrzeuge, die sich an Standorten ohne oder mit wenig Einspeisemanagementmaßnahmen befinden, ist dieses Potenzial durch die Teilnahme am lokalen Energiemarkt begrenzt.
Hier können durch die Ladeoptimierung des Aggregators jährlich zwischen 30 – 35 €/E-PKW bzw. 5 % der Gesamtlade-kosten eingespart werden. Dies ist auch graphisch anhand des Plateaus bspw. in Abbildung 5.29. sowie in Abbildung 6.9 ersichtlich. Rund 10 % aller Fahrzeuge können von der zusätzlichen Nutzung des Überschussstroms profitieren. In den Referenzszenarien können bis zu 110 € jährlich bereits ohne Anpassung der Ladevorgänge eingespart werden. Weitere Einsparungen bis zu 230 €/Jahr können durch die Ladeoptimierung realisiert werden, wobei diese mit zunehmender Flexi-bilität von Szenario S1 bis S4 höher ausfallen (Abbildung 6.9).
Abbildung 6.7: Boxplots der durchschnittlichen Marktbezugskosten abzüglich V2G-Erlöse(*) pro Jahr und Fahrzeug für alle Knoten mit EE-Abrege-lung. Links: Referenzszenarien S1 – S4. Rechts: Szenarien S1 – S4. Unteres Ende der Boxen: 0,25-Quartil, oberes Ende: 0,75-Quartil.
Strich in den Boxen: Median (0,5-Quartil). Die roten Punkte stellen die einzelnen Werte für die Netzknoten mit EE-Abregelung dar, die roten Rauten die Mittelwerte für die Netzknoten mit EE-Abregelung. Die blauen Punkte stellen zusätzliche Werte für die Netzkno-ten ohne EE-Abregelung dar. Die schwarzen RauNetzkno-ten repräsentieren die Mittelwerte für alle NetzknoNetzkno-ten. Die AnNetzkno-tennen bilden alle außerhalb der Box liegende Werte ab.
Abbildung 6.8: Boxplots der durchschnittlichen Gesamtladekosten pro Jahr und Fahrzeug für alle Knoten mit EE-Abregelung. Links: Referenzszena-rien S1 – S4. Rechts: SzenaReferenzszena-rien S1 – S4. Unteres Ende der Boxen: 0,25-Quartil, oberes Ende: 0,75-Quartil. Strich in den Boxen: Me-dian (0,5-Quartil). Die roten Punkte stellen die einzelnen Werte für die Netzknoten mit EE-Abregelung dar, die roten Rauten die Mit-telwerte für die Netzknoten mit EE-Abregelung. Die blauen Punkte stellen zusätzliche Werte für die Netzknoten ohne EE-Abregelung dar. Die schwarzen Rauten repräsentieren die Mittelwerte für alle Netzknoten. Die Antennen bilden alle außerhalb der Box liegende Werte ab.
Abbildung 6.9: Reduktion der jährlichen Gesamtladekosten für alle Netzknoten in den Szenarien S1 (geringe Flexibilität) – S4 (maximale Flexibilität).
Kostenersparnis durch Nutzung von EE-Abregelung im Referenzszenario S3