Elektrisch bewegt

Projektvorstellung "EMiLippe"

Einführung und Motivation

Der Ländliche Raum weist für die Mobilitätsanforderungen der Bewohner Besonderheiten auf, die sich von denen der Ballungsräume grundsätzlich unterscheiden. So ist beispielsweise die Zweitwagendichte hier signifikant höher als in Metropolregionen, und auch die gefahrene Kilometerzahl pro Pkw ist in ländlichen Gebieten höher als in urbanen Gebieten. Schlechtere Mobilitätsalternativen steigern die Bedeutung von Pkws in ländlichen Regionen im Gegensatz zu Städten zunehmend. Damit offenbaren sich unterschiedliche Mobilitätsmuster und -verhaltensweisen, die sowohl quantitativ als auch qualitativ eine intensive Berücksichtigung finden müssen in dem Bestreben der Bundesregierung, ihre Klimaschutzziele und ihre Ziele in Bezug auf den „Nationalen Entwicklungsplan Elektromobilität“ zu verwirklichen, u.a. bei der Implementierung von Infrastruktur in der Fläche der Region.

Diese Rahmenbedingungen gelten insbesondere auch für die arbeitsbedingte Mobilität – die Wirtschaftsverkehre. Unter Wirtschaftsverkehr sollen hier Mobilitätsanforderungen verstanden werden, die sich aufgrund einer regional verteilten Anordnung von Standorten eines Unternehmens und deren betrieblichen Erfordernissen ergeben. Auch dies ist gerade in der Gebietskulisse „Ländlicher Raum“ ein wichtiger Aspekt, da in verschiedenen Arbeitsbereichen (Industrie, Verwaltung, Bildung/Forschung) sehr oft verteilte Standorte zu bedienen sind und diese Verkehre durch Individualverkehre realisiert werden müssen.

Thema und Zielstellung

Ziel des hier vorgestellten Projekts ist die Entwicklung eines Elektromobilitätssystems für Wirtschaftsverkehre im Ländlichen Raum, unter optimaler Ausnutzung erneuerbarer Energien. Akteure sind räumlich verteilte Unternehmen und Institutionen, die jeweils über eigene Elektrofahrzeugflotten verfügen. Diese Elektrofahrzeugflotten der einzelnen Akteure sollen durch erneuerbare und möglichst auch eigenerzeugte Energie gespeist werden. Die besonderen Anforderungen in diesem Projekt ergeben sich auch dadurch, dass die Flottenfahrzeuge von Mitarbeitern an verschiedenen Standorten gemeinsam genutzt werden, und auf diese Weise eine hohe Verfügbarkeit von Elektrofahrzeugen räumlich und zeitlich zu gewährleisten ist.

Um den Anspruch eines hoch-verfügbaren - Mobilitätssystems erfüllen zu können, muss deshalb für die E-Fahrzeugflotten der Akteure ein Roaming-Konzept installiert werden, das später auch Basis für ein übergreifendes Car-Sharing Konzept werden kann. Die Energie für die Fahrzeuge soll dabei zum einen aus bei den Unternehmen und Institutionen vorhandenen eigenen, lokalen Mikro-Grids (eigene Energieerzeugungs-, -speicherungs- und Verbrauchseinheiten) erfolgen, oder zum anderen von einem regionalen Energieerzeuger bezogen werden. Die dafür notwendigen Roaming-Konzepte für den Austausch von Energie zwischen den Mikro-Grids der Eigenenergieerzeuger untereinander sowie mit den regionalen Energieerzeugern als Ausgleich für fremdbezogenen Strom werden auf Basis von Informations- und Kommunikationstechnologien (IKT) organisiert. Dabei soll die Energiebilanz so gestaltet werden, dass der eingesetzte Strom aus erneuerbaren Energien erzeugt wird. Zur Steuerung der Flotten und der Energieflüsse soll eine Leitwarte in den beteiligten Unternehmen und Institutionen geschaffen werden, mit der sowohl die Gesamtprozesse erfasst und optimiert, aber auch die Energie- und Mobilitätsanforderungen der Teilnehmer bedient werden können. Hierfür wird ein skalierbares und auch für Unternehmenszusammenschlüsse nutzbares Gesamtkonzept entwickelt. Deshalb sind die damit verbundenen spezifischen Themen wie die Abrechnung, Buchung und Mobilitätsplanung, insbesondere unter dem Gesichtspunkt der energetischen Randbedingungen, mit vorgesehen. Die für dieses Szenario notwendigen Technologieentwicklungen sollen in diesem Projekt erfolgen und im Raum Ostwestfalen-Lippe demonstriert werden, der eine repräsentative Gebietskulisse für ländlich strukturierte Räume darstellt.

Randbedingungen

Der Ländliche Raum in Ostwestfalen-Lippe ist gekennzeichnet durch vorhandene Energieversorgungen, die zum großen Teil aus erneuerbarer Energie gespeist werden. Es liegen teilweise firmeninterne Netze in den Unternehmen vor und zum anderen gibt es eine Vielzahl von regionalen Energieversorgern, die bereits heute teilweise mehr als 40% aus erneuerbaren Energien bereitstellen.

Damit ergibt sich für die Elektromobilität für Wirtschaftsverkehre im Ländlichen Raum die Fragestellung, wie die mobilitätsspezifischen Energie- und Kommunikationsschnittstellen an die vorhandene Energie-Infrastruktur angebunden werden können. Eine naheliegende Systemschnittstelle stellt der Ladepunkt dar. Dieser kann dabei zum einen an ein internes Firmennetz angebunden sein, er kann aber auch einen spezifischen Zugang zum Verteilnetz eines regionalen Energieversorgers haben, oder er kann klassisch an das öffentliche Leitungsnetz angebunden sein. In allen Fällen sind Kommunikationsprotokolle, die heute teilweise genormt und vorhanden sind, in die Ladesäulentechnologie von Phoenix Contact E-Mobility zu integrieren, wie später näher ausgeführt wird. Weitere Kommunikationsschnittstellen ergeben sich zum Fahrzeug und auch zum Managementsystem sowie für die Interaktion mit den Benutzern.

Dieses vorhandene, im Wesentlichen elektrische Versorgungsnetz wird ergänzt durch sehr spezifische Erzeugungskomponenten, die gerade im Ländlichen Raum vor Ort eine hohe Relevanz erreichen können. Die Firma Kannegiesser will deshalb im Rahmen ihres Energie-Management-Systems als Teil ihres Produktbereiches Systemübergreifende Technologien einen skalierbaren Energiestellplatz speziell für Unternehmen entwickeln, der in das Gesamtsystem integriert werden kann und Schnittstellen zur Ladesäule, zur Netztechnologie als auch zum Managementsystem bereitstellt.

Diese verschiedenen Komponenten müssen für die unterschiedlichen Arten der Wirtschaftsverkehre mit einem geeigneten Managementsystem und einer IKT-Infrastruktur gekoppelt werden, die ein Mobilitätsmanagement unter dem Gesichtspunkt der Energieeffizienz sowie notwendige Roaming-Lösungen erlauben. Hier wird sich die Firma itelligence mit Produktentwicklungen engagieren. In allen Bereichen treten dabei Interaktionsschnittstellen zum Menschen und zwischen den verschiedenen Systemkomponenten auf. 

Die neu entstehenden Produkte und Systeme werden dabei in einem Feldtest beim Konzern Kreis Lippe und ggf. weiteren Projektpartnern mit einer geeigneten Fahrzeugflotte erprobt. Die dafür notwendige Fahrzeugflotte liegt vor.

Die Hochschule OWL, das Lemgoer Fraunhofer-Anwendungszentrum und die OWITA GmbH werden die Partner bei der Analyse, der Spezifikation und Implementierung  der notwendigen IKT-Infrastruktur und Schnittstellen in Form von Unteraufträgen unterstützen.