Systemstabilisierung durch Elektrofahrzeuge

Abbildung 1 zur Systemintegration von Elektrofahrzeugen - - Sicherheitsempfinden

Abb. 1 Sicherheitsempfinden

Abbildung 2 zur Systemintegration von Elektrofahrzeugen - Akzeptanz von Automatisiertem Laden

Abb. 2 Akzeptanz von Automatisiertem Laden

Im Folgenden werden drei grundlegende Ansätze vorgestellt, mittels derer Elektroautos in das Stromsystem integriert werden können. Grundlage hierfür sind Technologien, deren Grundlagen in einer fortschreitenden Digitalisierung liegen.

Automatisiertes Laden

Ladeprozesse werden heutzutage noch zu großen Teilen manuell von den Nutzern gesteuert und diese sind dabei meist auf bestimmte Anbieter beschränkt. Ein automatisierter Ladevorgang stellt demgegenüber eine deutliche Vereinfachung dar und ermöglicht es bei einer erfolgreichen Standardisierung, dass Nutzer unter allen Anbietern frei wählen können.

Zur Automatisierung zählen neben Authentifizierung und Autorisierung auch manipulationssichere Dokumentation des Abrechnungsvorgangs und eine zeitnahe und vollautomatische Abrechnung. Ein Beispiel hierfür findet sich in einem vom Fraunhofer FIT im Auftrag des BMVI erarbeiteten Modell, welches es ermöglicht, einen Ladeprozess weitestgehend zu automatisieren [8].

Lastverschiebung

Lastverschiebung bedeutet, dass der Ladevorgang eines Elektroautos in Abhängigkeit von externen Signalen gesteuert wird. Diese (Preis-)signale spiegeln den aktuellen Wert von elektrischem Strom am entsprechenden Netzknoten wider. Liegt beispielsweise eine (regionale) Stromknappheit vor, steigt der Preis. Im Falle eines Überangebots sinkt er.

Der Ladevorgang des Elektroautos verschiebt sich also idealerweise in Zeiträume niedriger Preise. Gleichzeitig kann die eingespeicherte Energie in Zeiten hoher Preise an das Netz zurückgegeben werden. Auch die Bereitstellung von Regelenergie ist aus Elektroautos grundsätzlich denkbar. Dass eine Rückeinspeisung des Stroms in die Netze möglich ist, wurde beispielsweise in einem Vehicle-to-Grid-Feldversuch der Stadt Hagen im Jahr 2018 erfolgreich vorgeführt [9].

Smart Home and Parking

Bei der Einbindung eines Elektroautos in das Smart Home kann der Ladevorgang des Fahrzeugs in das Energiemanagementsystem des Smart Home integriert werden. Die Smart Home-App kann dann zusätzlich dazu genutzt werden, den Ladevorgang zu überwachen und zu steuern.

Smart Parking umfasst hierbei die Integration des Elektroautos in die kommunale Ladeinfrastruktur. Hierzu zählt beispielsweise die Bereitstellung von Informationen an den Bürger (z. B. mit einer App) über nicht belegten Parkraum bzw. verfügbare Ladesäulen. Damit ermöglicht Smart Parking, den Anwendern freie Ladesäulen zu erkennen und diese ggf. zu reservieren [10]. Gleichzeitig kann ein solches System den Nutzern einen Anreiz zum systemdienlichen Ladevorgang geben. Im Idealfall wird das Elektroauto bis zu einem selbstgewählten Zeitpunkt aus Systemsicht optimiert vollgeladen.

Untersuchung der Akzeptanz der Systemintegration von Elektrofahrzeugen

Autos bzw. deren private Nutzung durch deren Besitzer geben ein Gefühl von Freiheit und individueller Mobilität. Halter von Verbrenner-Automobilen sind es gewohnt, praktisch jederzeit und in vollem Umfang auf ihr Fahrzeug zugreifen zu können. Durch die oben beschriebenen Ansätze zur Systemintegration von Elektrofahrzeugen wird diese Freiheit jedoch zum Teil beschnitten. Aus diesem Grund haben wir eine Untersuchung durchgeführt, um herauszufinden wie hoch die Akzeptanz von möglichen Nutzern von Elektroautos in Bezug auf deren Systemintegration ist und worin die Gründe hierfür liegen.

Die im folgenden präsentierten Ergebnisse basieren auf einer Online-Umfrage, die im Zeitraum zwischen dem 09. und 29.04.2020 durchgeführt wurde. Die Teilnehmer wurden dabei zum einen zu ihren Einstellungen zu Automatisiertem Laden, Lastverschiebung und Smart Home and Parking befragt. Zum anderen wurden Einschätzungen über ihre Kenntnisse zur Digitalisierung und Elektromobilität sowie zu ihrem Sicherheitsempfinden in Bezug auf digitale Anwendungen ermittelt.

Ziel war es, herauszufinden welche Auswirkungen sozialdemographische Ausprägungen, Kenntnisse und Sicherheitsempfinden eines Einzelnen auf die Akzeptanz der vorgestellten Ansätze haben. Insgesamt haben 105 Teilnehmer den Fragebogen beantwortet. Bei den Fragen konnte jeweils eine Antwortmöglichkeit zwischen 1 (keine Zustimmung) bis 5 (stimme voll zu) gewählt werden. Diese wurden im Folgenden zu „Ablehnung“ (1, 2), „Neutral“ (3) und „Zustimmung“ (4, 5) zusammengefasst.

Es zeigte sich zunächst, dass die Kenntnisse über Digitalisierung und Elektromobilität mit dem Bildungsstand der Teilnehmer signifikant ansteigen. Bei der Digitalisierung, wo es auch um speziellere Kenntnisse wie Blockchain oder Internet der Dinge geht, ist dieser Zusammenhang stark ausgeprägt, bei der Elektromobilität hingegen etwas schwächer.

In Bezug auf das Sicherheitsempfinden (Abb. 1) stellte sich heraus, dass bei den Teilnehmern eine gewisse Angst um personenbezogene Daten herrscht. Die Befragten haben insbesondere Sorgen, dass ihre Daten (z. B. die gefahrene Strecke) an Dritte weitergegeben werden bzw. für kriminelle Handlungen missbraucht werden können. Gleichzeitig fühlen sich 87 % der Befragten sicherer, wenn ihre Daten verschlüsselt übertragen werden. Insgesamt zeigt sich, dass das Sicherheitsempfinden gegenüber digitalen Technologien mit dem Alter der Teilnehmenden signifikant sinkt. Weitere persönliche Merkmale wie Bildungsabschluss oder Geschlecht haben keinen Einfluss auf das Sicherheitsempfinden.

Grundsätzlich zeigen sich die Teilnehmer gegenüber Automatischem Laden (Abb. 2) sehr aufgeschlossen. Für die Mehrheit stellt sich die Möglichkeit als benutzerfreundlich und effektiv dar. Es gibt zwar gewisse Bedenken um die Sicherheit eines automatischen Bezahlsystems, allerdings ist ein großer Teil der Teilnehmer bereit, auf ihr bevorzugtes Zahlungsmittel zu verzichten, wenn dadurch der Bezahlvorgang nahezu automatisch funktioniert.

Es fällt deutlich auf, dass die Akzeptanz von automatisiertem Laden mit dem Sicherheitsempfinden der Teilnehmer stark und signifikant ansteigt. Je höher also das persönliche Sicherheitsempfinden, desto größer ist die Bereitschaft für automatisiertes Laden.

In Bezug auf die Akzeptanz von Lastverschiebung zeigten sich die Teilnehmer einem preisabhängigen Laden gegenüber sehr aufgeschlossen (Abb. 3). Der Preis für Strom spielt beim Laden eine große oder sehr große Rolle (77 %). Insgesamt 68 % der Teilnehmer sind zudem bereit, das eigene Auto als Batteriespeicher für das Netz bereitzustellen, wenn sie hierfür Geld erhalten. Eine Mehrheit der Teilnehmer zeigt jedoch keine Bereitschaft, einen längeren Weg für günstigeren Strom in Kauf zu nehmen.

Zwar steigt die Akzeptanz von Lastverschiebung (analog zu Automatischem Laden) mit dem Sicherheitsempfinden an. Allerdings ist dieser Anstieg weniger deutlich und kaum signifikant.

Gegenüber Smart Home and Parking zeigten sich die Teilnehmer grundsätzlich aufgeschlossen (Abb. 4). Sie betrachten eine mögliche Steuerung des Ladevorgangs durch ein Smartphone mehrheitlich als positiv (67 %). 81 % sind offen gegenüber der Möglichkeit, dass der Ladevorgang des Autos von einem Energiemanagementsystem optimiert wird. Gleichzeitig legt die deutliche Mehrheit der Teilnehmer Wert darauf, dass sie selbst festlegen können, wann ihr Auto voll aufgeladen ist. Die Möglichkeit, eine Ladesäule vorab reservieren zu können, befürwortet ebenfalls eine deutliche Mehrheit (70 %).

Es zeigte sich, dass die Akzeptanz zu Smart Home and Parking – analog zu Automatisiertem Laden – stark und signifikant mit dem Sicherheitsempfinden steigt. Je höher das Sicherheitsempfinden ist, umso höher ist also die Akzeptanz von Smart Home and Parking.

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