Kontakt bei der ITK Engineering GmbH:
Leonard Stepien
Co-Simulationsexperte
Leonard.Stepien@itk-engineering.de
Reichenweitenangst ist aktuell ein großes Hindernis für viele Interessenten bei der Kaufentscheidung für ein Elektroauto. Das subjektive Empfinden hierbei spielt sicherlich eine größere Rolle als sich letztendlich in der Realität zeigt. Nun gibt es zwei Möglichkeiten dieser Sorge beizukommen: Eine höhere Reichweite oder die Bereitstellung einer hinreichenden öffentlichen Ladeinfrastruktur.
Die öffentliche Ladeinfrastruktur ist für verschiedene Use-Cases von E-Auto-Nutzern von großer Bedeutung. Zunächst sind alle, die über keinen eigenen Stellplatz mit Lademöglichkeit verfügen, im Alltag auf eine öffentlich zugängliche Lademöglichkeit angewiesen. Dazu kommen die Bedarfe der E-Auto-Fahrer auf längeren Strecken fernab der heimatlichen Steckdose. Nun stellt sich die Frage, was denn genau für Ladeinfrastruktur benötigt wird, wo diese platziert ist und wie teuer das Ganze für die Kommune oder einen regionalen Betreiber von Ladeinfrastruktur wird? Natürlich ist der politische Wille da, die Ladeinfrastruktur weiter voranzutreiben. Auf der anderen Seite steht die angespannte Haushaltslage vieler Kommunen.
Mit Blick auf die Tragweite einer solchen Investitionsentscheidung kommt nun die Simulation der zukünftigen Entwicklung mit Blick auf die Mobilität ins Spiel. Die Simulation erlaubt das Durchspielen verschiedener Szenarien, um besser abschätzen zu können, wie viel Ladeinfrastruktur wann und wo benötigt wird. Dabei gilt es, verschiedene Perspektiven zu berücksichtigen. Insbesondere die E-Auto-Nutzer und die Betreiber einer solchen Infrastruktur, aber auch die Anbindung an das Stromnetz und andere regionale Besonderheiten gilt es zu analysieren. Das ist möglich mit der Co-Simulation, also der Verbindung verschiedener Simulationsmodelle zu einem Simulationsverbund. Hiermit ist es möglich, die beschriebenen Perspektiven ganzheitlich mit allen Wechselwirkungen untereinander zu betrachten. Zusätzlich ist es möglich, dass individuelle regionale Modelle integriert werden. Das sorgt zum einen für die Verfeinerung der erzielten Ergebnisse und vereinfacht zum anderen auch die Realisierung einer solchen Co-Simulation, da auf bestehende Modelle zurückgegriffen werden kann.
Als ITK Engineering arbeiten wir bereits erfolgreich mit der Co-Simulationsmethode und haben in einer ersten Studie die Bedürfnisse von E-Auto-Fahrern sowie die finanziellen Auswirkungen von Ladeinfrastruktur für einen Betreiber untersucht. Grundlage für die Modellierung des Nutzerverhaltens ist die Mobilität in Deutschland Studie, die sich als umfangsreichste Untersuchung des Mobilitätsverhaltens der Deutschen bezeichnen lässt.1 Damit lässt sich die Nutzung des Autos als Verkehrsmittel ableiten. Zusätzliche Studien liefern Prognosen für den Hochlauf der E-Mobilität und damit den Anteil dieser am gesamten PKW-Bestand. Zur Berücksichtigung der Prognoseungenauigkeit lassen sich verschiedene Studien in unterschiedlichen Simulationsläufen betrachten. Damit lässt sich wiederum die Güte der Simulationsergebnisse erhöhen: Auch wenn mögliche Inputparameter und deren Kombination einen großen Raum aufspannen, so lassen sich Unterschiede und Gemeinsamkeiten zwischen diesen denkbaren Szenarien in der Simulation gut betrachten und die Implikationen auf die notwendige Ladeinfrastruktur analysieren.
Zusätzlich zum Bedarf der Ladeinfrastruktur sind auch die Daten für die ökonomische Betrachtung mit Unsicherheit belegt: Die Kosten für die Installation wie auch den Betrieb von Ladeinfrastruktur haben in den letzten Jahren großen Änderungen unterlegen und werden es wahrscheinlich auch zukünftig. Als wichtigste Größe in der Wirtschaftlichkeitsbetrachtung hat sich der Strombezugspreis erwiesen. Bei Anmeldung einer einzelnen Ladesäule ist hier aktuell von Endverbraucherpreisen auszugehen, bei hub-ähnlichen Installationen ist die Ladeinfrastruktur hingegen als Großverbraucher mit anderen Konditionen zu betrachten.
Bei der Analyse der Ladebedarfe im öffentlichen Raum ist die Verfügbarkeit privater Stellplätze im betrachteten Gebiet entscheidend. Grundsätzlich lässt sich festhalten, dass der Bedarf nach öffentlicher Ladeinfrastruktur bei verhältnismäßig niedrigerer Verfügbarkeit privater Lademöglichkeiten sinkt. All diese Einflussfaktoren dienen in der Co-Simulation als Inputparameter und können variiert werden. Dazu ist ein strukturiertes Vorgehen notwendig, um aus der Vielzahl denkbarer Parameterkombinationen in realistische Szenarien zu überführen und damit den Lösungsraum sinnvoll einzuschränken.
Das Potential der Co-Simulation wird deutlich und erlaubt das Durchspielen verschiedener Szenarien, um besser abschätzen zu können, wie viel Ladeinfrastruktur wann und wo benötigt wird, welche Kosten auf Kommunen und regionale Betreiber zukommen, aber auch wie die Anbindung an das Stromnetz gestaltet werden kann. Durch die realistische Abschätzung all dieser Parameter kann die Elektromobilität noch alltagstauglicher für den Endnutzer gemacht und ein wichtiger Wertbeitrag für die nachhaltige Mobilität generiert werden. Sie wollen mehr über die Co-Simulation erfahren? Oder die Mobilität von morgen mit uns gestalten? Dann wenden Sie sich gerne an unseren Experten.
1 Nobis, Claudia; Kuhnimhof, Tobias (2019): Mobilität in Deutschland. MiD Ergebnisbericht. Hg. v. Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur. infas, DLR, IVT und infas 360. Berlin