Skip to main content
SpringerLink
Log in

Elektromobilität als technisches System

  • Chapter
  • First Online:
Elektromobilität und Sektorenkopplung

  • 5425 Accesses

Zusammenfassung

Die Herausforderung im 21. Jahrhundert besteht darin, Elektrofahrzeuge in ein Gesamtsystem bestehend aus unterschiedlichen Infrastrukturen, wie Energie und Verkehr mit deren typischen unterschiedlichen Eigenschaften und Anforderungen, zu integrieren und technisch-wirtschaftlich sinnvoll mit diesem System interagieren zu lassen. Weitere Funktionalitäten und Dienstleistungen sollen darauf aufbauen können, die einerseits die Zuverlässigkeit der jeweiligen Struktur beibehalten bzw. sogar erhöhen und anderseits neue Geschäftsmodelle/Dienste ermöglichen. Zu diesen Diensten, die nur durch eine sektorübergreifende Kopplung realisierbar sind, gehören bspw. die Rückspeicherung der elektrischen Energie des E-Kfz ins Netz,

Nach einer kurzen Beschreibung der Teilsysteme wird die Modellbeschreibung eines integrierten Mobilitätssystems angegangen. Dazu werden u. a. CIM-basierte Methoden vorgestellt und auf Basis von Ergebnissen aus dem BMWi Leuchtturm Projekt Harz.ErneuerbareEnergien-Mobility erläutert, wie man die Systemkomponenten mittels geeigneter Schnittstellen verbinden kann, um Konvergenzeffekte der Teilsysteme zu erreichen.

This is a preview of subscription content, log in via an institution to check access.

Access this chapter

Log in via an institution
Chapter
USD 29.95
Price excludes VAT (USA)
  • Available as PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever
eBook
USD 44.99
Price excludes VAT (USA)
  • Available as EPUB and PDF
  • Read on any device
  • Instant download
  • Own it forever

Tax calculation will be finalised at checkout

Purchases are for personal use only

Institutional subscriptions

Notes

  1. 1.

    Der Stromverbrauch in Deutschland beträgt im Jahr 2016 etwa 600 TWh (s. auch Abb. 1.3).

  2. 2.

    1 TWh = 3,6 PJ.

  3. 3.

    Eine mittlere Kapazität der Elektroautobatterie von 50 kWh zugrunde gelegt, wäre ein Potenzial von 50 bis 200 GWh E-Kfz-Batterien je nach Ausbaustufe der Elektromobilität 2020–2025 zu erwarten. Vergleiche dazu das heutige Speicherpotenzial in Deutschland von 40 GWh.

  4. 4.

    RoI – Return of Investment.

  5. 5.

    Elektromagnetische Verträglichkeit: Beim induktiven Laden muss die Wechselstromfrequenz durch Umformung von 50 Hz auf etwa 15–20 kHz erhöht werden, um die Energieübertragung zwischen der magnetischen Spule am Boden und der magnetischen Spule im E-Kfz zu gewährleisten. Die dadurch entstehenden elektromagnetischen Felder können auch, was nicht erwünscht ist, zu anderen Elementen des Fahrzeugs bzw. der Infrastruktur koppeln.

  6. 6.

    Semantik – Teilgebiet der Linguistik, das sich mit den Bedeutungen sprachlicher Zeichen und Zeichenfolgen befasst (Duden). In der Informatik beschreibt die Semantik die Eigenschaften einer Programmiersprache.

  7. 7.

    Beide Begriffe unterliegen im Personenverkehr einer breiten und unscharfen Verwendung. Im Einzelfall ist der exakte Begriffsinhalt zu prüfen. Für Güterverkehr und Logistik sind sie aber eindeutig definiert (s. [9]).

Literatur

  1. Bundesministerium der Inneren (2017) Schutz der Kritischen Infrastrukturen. http://www.bmi.bund.de/DE/Themen/Bevoelkerungsschutz/Schutz-Kritischer-Infrastrukturen/schutz-kritischer-infrastrukturen_node.html. Zugegriffen: 31. Aug. 2017

  2. Bundesnetzagentur (2016) http://www.bundesnetzagentur.de/DE/Sachgebiete/ElektrizitaetundGas/Unternehmen_Institutionen/Versorgungssicherheit/Erzeugungskapazitaeten/Kraftwerksliste/kraftwerksliste-node. Zugegriffen: 4. März 2016

  3. Statista (2020) Installierte Leistung in regenerative Energien weltweit. https://de.statista.com/statistik/daten/studie/152750/umfrage/erneuerbare-energie---kapazitaet-in-gigawatt-2009/. Zugegriffen: 4. Mai. 2020

  4. AGEB Arbeitsgemeinschaft Energiebilanzen e.V. (2015) Bericht Energieverbrauch in Deutschland – Daten für das 1.–4. Quartal 2015

    Google Scholar 

  5. Trianel (2016) Pumpschpeicherwerke. http://www.trianel-rur.de/de/wasserkraftwerk/pumpspeicherkraftwerke-in-deutschland.html. Zugegriffen: 9. März 2016

  6. International Energy Agency (2014) Report Technology Roadmap Energy Storage, OECD/IEA

    Google Scholar 

  7. Kraftfahrtbundesamt (2016) http://www.kba.de. Zugegriffen: 10. März 2016

  8. Nationale Plattform Elektromobilität (2015) Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge in Deutschland, Statusbericht und Handlungsempfehlungen 2015. Nationale Plattform Elektromobilität, Berlin

    Google Scholar 

  9. Naumann A (2012) Leitwarte im Smart Grid. Dissertation Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Magdeburg

    Google Scholar 

  10. Buchholz BM, Styczynski Z (2014) Smart Grid. Grundlagen und Technologien der elektrischen Netze der Zukunft. VDE Verlag, Berlin

    Google Scholar 

  11. Nuhn H, Hesse M (2006) Verkehrsgeographie. UTB, Ferdinand Schöningh, Paderborn

    Google Scholar 

  12. Kummer S (2010) Einführung in die Verkehrswirtschaft. Facultas Verlags- und Buchhandels AG, Wien

    Google Scholar 

  13. Eckey HF, Stock W (2010) Verkehrsökonomie. Gabler, Wiesbaden

    Google Scholar 

  14. Wermuth M et al (2012) Kraftfahrzeugverkehr in Deutschland 2010 (KID 2010). Schlussbericht, Braunschweig

    Google Scholar 

  15. Schenk M, Wirth S, Müller E (2010) Factory planning manual. Springer, Berlin

    Book  Google Scholar 

  16. Follmer R, Gruschwitz D, Jesske B, Quandt S, Nobis C, Köhler K, Mehlin M (2010) Mobilität in Deutschland 2008. Ergebnisbericht. Struktur – Aufkommen – Emissionen – Trends. infas, Bonn und Berlin

    Google Scholar 

  17. Gerike R (2016) Multimodalität. https://www.forschungsinformationssystem.de/servlet/is/447053/?clsId0=276646&clsId1=276848&clsId2=0&clsId3=0. Zugegriffen: 18. Okt. 2017

  18. Rosenbaum W (2007) Mobilität im Alltag – Alltagsmobilität. In: Schöller O, Canzler W, Knie A (Hrsg) Handbuch Verkehrspolitik. VS Verlag, Wiesbaden, S 549–572

    Chapter  Google Scholar 

  19. Ahrend C et al. (2013) Kleiner Begriffskanon der Mobilitätsforschung. IVP-Discussion Paper 1

    Google Scholar 

  20. Wikipedia (2017) Straßenbahn. https://de.wikipedia.com/wiki/Straßenbahn. Zugegriffen: 17. Aug. 2017

  21. Statistisches Bundesamt (2017) Verkehrsmittelbestand und Infrastruktur – Schieneninfrastruktur. https://www.destatis.de/DE/ZahlenFakten/Wirtschaftsbereiche/TransportVerkehr/UnternehmenInfrastrukturFahrzeugbestand/Tabellen/Schieneninfrastruktur.html. Zugegriffen: 18. Okt. 2017

  22. International Energy Agency IEA (2017) Global EV Outlook 2017. https://www.iea.org/media/topics/transport/Global_EV_Outlook_2017_Leaflet.pdf. Zugegriffen: 18. Okt. 2017

  23. ONYX (2017) ONYX MIO. http://www.mio-onyx.de Zugegriffen: 10. Febr. 2017

  24. Deutsche Verkehrs-Zeitung (2017) Hermes testet E-Dreirad in Göttingen. http://www.dvz.de/login.html?access=denied&redirect_url=rubriken%2Flandverkehr%2Fsingle-view%2Fnachricht%2Fhermes-testet-e-dreirad-in-goettingen.html. Zugegriffen: 6. Nov. 2017

  25. Zweirad-Industrie-Verband ZIV e.V. (2017) Zahlen – Daten – Fakten zum Fahrradmarkt in Deutschland. ZIV Wirtschaftspressekonferenz, Berlin

    Google Scholar 

  26. Wachotsch U (2014) E-Rad macht mobil. Potenziale von Pedelecs und deren Umweltwirkung. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau

    Google Scholar 

  27. Adolf J et al (2016) Shell Nutzfahrzeug-Studie, Diesel oder Alternative Antriebe – Womit fahren Lkw und Bus morgen? Shell Deutschland Oil GmbH, Hamburg

    Google Scholar 

  28. Göhlich D, Kunith A, Ly T (2014) Technology assessment of an electric urban bus system for Berlin. WIT Transaction on the Built Enviroment 138:137–149

    Google Scholar 

  29. Shone E (2017) Ford and Deutsche Post DHL present first StreetScooter Work XL. http://freightinthecity.com/2017/08/ford-deutsche-post-dhl-present-first-streetscooter-work/?utm_source=twitter&utm_medium=dlvrit&utm_campaign=TWITTER_%7C_Freight_in_City. Zugegriffen: 17. Aug. 2017

  30. Schweikl T (2015) City Logistik: UPS investiert in emissionsfreie Lieferverkehre. http://www.logistra.de/news-nachrichten/nfz-fuhrpark-lagerlogistik-intralogistik/6853/maerkte-amp-trends/city-logistik-ups-investiert-emissionsfreie. Zugegriffen: 10. Dez. 2015

  31. Siemens AG (2017) Hintergrund-Information eHighway : Lösung für den elektrifizierten Straßengüterverkehr, http://www.siemens.com/press/pool/de/feature/2016/mobility/2016-06-ehighway/hintergrund-ehighway-strassengueterverkehr.pdf. Zugegriffen: 21. Okt. 2017

  32. Fraedrich E et al (2017) Automatisiertes Fahren im Personen- und Güterverkehr. Stuttgart: e-mobil BW GmbH; Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. Institut für Verkehrsforschung; Ministerium für Verkehr Baden-Württemberg, Stuttgart

    Google Scholar 

  33. Köhler U (2014) Einführung in die Verkehrsplanung – Grundlagen, Modellbildung, Verkehrsprognose, Verkehrsnetze. Verlag Fraunhofer IRB, Stuttgart

    Google Scholar 

  34. Follmer R, Gruschwitz D, Jesske B, Quandt S, Nobis C, Köhler K, Mehlin M (2008) Mobilität in Deutschland. Tabellenband. infas, Bonn und Berlin

    Google Scholar 

  35. Frenzel I, Jarass J, Trommer S, Lenz B (2015) Erstnutzer von Elektrofahrzeugen in Deutschland. Nutzerprofile, Anschaffung, Fahrzeugnutzung. http://elib.dlr.de/96491/1/Ergebnisbericht_E-Nutzer_2015.pdf. Zugegriffen: 14. Nov. 2017

  36. Harendt B, Schumann D, Wirth M (2017) Schaufenster-Programm Elektromobilität. Abschlussbericht der Begleit- und Wirkungsforschung. Deutsches Dialog Institut GmbH, Frankfurt a. M.

    Google Scholar 

  37. Bobeth S, Matthies E (2016) Elektroautos: Top in Norwegen, Flop in Deutschland? GAIA :38–48

    Google Scholar 

  38. Flemming G (2017) Nachhaltige Verkehrskonzepte und Mobilitätstrends – Aktuelle Entwicklungen im Personenverkehr. http://elib.dlr.de/93655/1/Nachhaltige_Verkehrskonzepte_und_Mobilitaetstrends_-Aktuelle_Entwicklung_im_Personenverkehr.pdf. Zugegriffen: 14. Nov. 2017

  39. TÜV Süd, Führerschein & Prüfung. https://www.tuev-sued.de/fuehrerschein_pruefung/fuehrerscheinklassen. Zugegriffen: 14. Nov. 2017

  40. United Nations (2015) Adoption of the Paris Agreement. http://unfccc.int/resource/docs/2015/cop21/eng/l09r01.pdf. Zugegriffen: 5. Nov. 2017

  41. Statistisches Bundesamt (2008) Klassifikation der Wirtschaftszweige. Statistisches Bundesamt, Wiesbaden

    Google Scholar 

  42. Hacker F (2015) Wirtschaftlichkeit von Elektromobilität in gewerblichen Anwendungen. https://www.oeko.de/oekodoc/2229/2015-013-de.pdf. Zugegriffen: 14. Nov. 2017

  43. Bundesregierung (2017) Neue Kraftstoffe und Antriebe – sauber und kostengünstig. https://www.bundesregierung.de/Webs/Breg/DE/Themen/Energiewende/Mobilitaet/mobilitaet_zukunft/_node.html. Zugegriffen: 14. Nov. 2017

  44. Wietschel M Gesellschaftlichtpolitische Fragestellungen der Elektromobilität. http://www.isi.fraunhofer.de/isi-wAssets/docs/x/de/publikationen/elektromobilitaet_broschuere.pdf. Zugegriffen: 13. Nov. 2017

  45. DKE/AK Emobility (2016) Der Technische Leitfaden. Ladeinfrastruktur Elektromobilität

    Google Scholar 

  46. Kleine-Möllhoff P, Benad H, Bruttel M, Leitmannstetter A, Ouaid M, Will S (2012) Infrastrukturelle Aspekte der Elektromobilität von morgen. http://www.esb-business-school.de/fileadmin/user_upload/Fakultaet_ESB/Forschung/Publikationen/Diskussionsbeitraege_zu_Marketing_Management/2012-07-RT-Diskussionsbeitraege-Infrastrukturelle_Aspekte_der_Elektromobilitaet_von_morgen.pdf. Zugegriffen: 14. Nov. 2017

  47. Kunith AW (2017) Elektrifizierung des urbanen öffentlichen Busverkehrs. Technologiebewertung für den kosteneffizienten Betrieb emissionsfreier Bussysteme. Springer Vieweg, Berlin

    Book  Google Scholar 

  48. Hakimi L (1964) Optimum locations of switching centers and the absolute centers and medians of a graph. Oper Res 12:450–459

    Article  Google Scholar 

  49. Hakimi L (1965) Optimum distribution of switching centers in a communication network and some related graph theoretic problems. Oper Res 13:462–475

    Article  MathSciNet  Google Scholar 

  50. He S, Kuo YH, Wu D (2016) Incorporating institutional and spatial factors in the selection of the optimal locations of public electric vehicle charging facilities: a case study of Beijing, China. Transport Res C-Emer 67:131–148

    Article  Google Scholar 

  51. Church R, ReVelle C (1974) The maximal covering location problem. Reg Sci 32:101–118

    Article  Google Scholar 

  52. Hagg A, Spieker H, Oslislo A, Jacobs V, Asteroth A, Meilinger S (2015) Methodische Grundlegung für eine Strategie zum sukzessiven Ausbau der Ladeinfrastruktur für Elektromobilität in Bonn und dem Rhein-Sieg-Kreis. Studie zur Strategie für den Ausbau der Ladeinfrastruktur im Hinblick auf E-Autos und E-Zweiräder. https://www.bonn.de/umwelt_gesundheit_planen_bauen_wohnen/klimaschutz/engagement/mobilitaet/17132/index.html. Zugegriffen: 9. Nov. 2017

  53. Kuby M, Seow L (2005) The flow-refueling location problem for alternative-fuel vehicles. Socio Econ Plann Sci 39:125–145

    Article  Google Scholar 

  54. Chung SH, Kwon C (2015) Multi-period planning for electric car charging station locations: a case of Korean expressways. Eur J Oper Res 242(2):677–687

    Article  Google Scholar 

  55. Anderson JE et al (2016) LADEN2020 Schlussbericht. DLR Institut für Verkehrsforschung, Berlin

    Google Scholar 

  56. Jg K, Kuby M (2012) The deviation-flow refueling location model for optimizing a network of refueling stations. Int J Hydrogen Energ 37(6):5406–5420

    Article  Google Scholar 

  57. Rockström J et al (2017) A roadmap for rapid decarbonization. Science 355(6331):1269–1271

    Article  Google Scholar 

  58. Rodrigue JP, Comtois C, Slack B (2017) The geography of transport systems, 4. Aufl. Routledge, Abingdon

    Google Scholar 

  59. Randelhoff M (2015) Vergleich unterschiedlicher Flächeninanspruchnahmen nach Verkehrsarten (pro Person). https://www.zukunft-mobilitaet.net/78246/analyse/flaechenbedarf-Pkw-fahrrad-bus-strassenbahn-stadtbahn-fussgaenger-metro-bremsverzoegerung-vergleich. Zugegriffen: 17. Okt. 2017

  60. Helms H et al (2016) Weiterentwicklung und vertiefte Analyse der Umweltbilanz von Elektrofahrzeugen. Umweltbundesamt, Dessau-Roßlau

    Google Scholar 

  61. Pötscher F et al (2014) Ökobilanz alternativer Antriebe – Elektrofahrzeuge im Vergleich. Umweltbundesamt, Wien

    Google Scholar 

  62. Rudolph F, Koska T, Schneider C (2017) Verkehrswende in Deutschland. Greenpeace e.V., Wuppertal Institut, Hamburg

    Google Scholar 

  63. Beckmann KJ, Holzapfel H, Sammer G (2017) Elektromobilität: Macht der Wandel des Fahrzeugantriebs den Verkehr umweltfreundliche? https://www.motor-talk.de/forum/aktion/Attachment.html?attachmentId=757916. Zugegriffen: 24. Jan. 2017

  64. Springer Gabler Wirtschaftslexikon (2016) http://wirtschaftslexikon.gabler.de/Archiv/154125/geschaeftsmodell-v11.html. Zugegriffen: 1. Nov. 2017

  65. FZI Forschungszentrum Informatik und Fraunhofer IAO (2014) Abschlussbericht zum Forschungsvorhaben „Geschäftsmodelle und IKT-basierte Dienstleistungen für Elektromobilität“, Version 2.2

    Google Scholar 

  66. Styczynski ZA, Komarnicki P, Naumann A (Hrsg) (2012) Abschlussbericht Harz.ErneuerbareEnergien-mobility. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Magdeburg. ISBN: 978-3-940961-71-6

    Google Scholar 

  67. Acatech (2016) Sektorenkopplung – Option für die nächste Phase der Energiewende. http://www.acatech.de/fileadmin/user_upload/Baumstruktur_nach_Website/Acatech/root/de/Publikationen/Kooperationspublikationen/ESYS_Stellungnahme_Sektorkopplung.pdf. Zugegriffen: 18. Jan. 2018

  68. BMWE (2017) Ergebnispapier Strom 2030. Langfristige Trends – Aufgaben für die kommenden Jahre. http://www.bmwi.de/Redaktion/DE/Publikationen/Energie/strom-2030-ergebnispapier.html. Zugegriffen: 18. Jan. 2018

  69. Henning HM, Palzer A (2013) Energiesystem Deutschland 2050. Sektor- und Energieträgerübergreifende, modellbasierte, ganzheitliche Untersuchung zur langfristigen Reduktion energie-bedingter CO2-Emissionen durch Energieeffizienz und den Einsatz Erneuerbarer Energien. Fraunhofer-Institut für Solare Energiesysteme ISE, Freiburg. https://www.ise.fraunhofer.de/content/dam/ise/de/documents/publications/studies/Fraunhofer-ISE_Energiesystem-Deutschland-2050.pdf. Zugegriffen: 18. Jan. 2018

  70. Ovelle A, Hably A, Bacha S (2018) Grid optimal integration of electric vehicles: Examples with Matlab implementation. Verlag Springer, Heilderberg

    Book  Google Scholar 

  71. Noske T, Mercker M (2017) E-Mobilität: Phasenwähler als Alternative zum Netzausbau. EW Magazin für die Energiewirtschaft 10:54–57

    Google Scholar 

  72. Oberländer J (2018) Phasenwähler der Firma Stromnetz Berlin GmbH. Autoreninformation vom 21.02.2018

    Google Scholar 

Download references

Author information

Authors and Affiliations

  1. Hochschule Magdeburg-Stendal und Fraunhofer IFF, Magdeburg, Deutschland

    Przemyslaw Komarnicki

  2. FH Bielefeld, Bielefeld, Deutschland

    Jens Haubrock

  3. Otto-von-Guericke-Universität Magdeburg, Magdeburg, Deutschland

    Zbigniew A. Styczynski

Authors
  1. Przemyslaw Komarnicki
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  2. Jens Haubrock
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

  3. Zbigniew A. Styczynski
    View author publications

    You can also search for this author in PubMed Google Scholar

Rights and permissions

Reprints and permissions

Copyright information

© 2020 Springer-Verlag GmbH Deutschland, ein Teil von Springer Nature

About this chapter

Check for updates. Verify currency and authenticity via CrossMark

Cite this chapter

Komarnicki, P., Haubrock, J., Styczynski, Z.A. (2020). Elektromobilität als technisches System. In: Elektromobilität und Sektorenkopplung. Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg. https://doi.org/10.1007/978-3-662-62036-6_5

Download citation

  • DOI: https://doi.org/10.1007/978-3-662-62036-6_5

  • Published:

  • Publisher Name: Springer Vieweg, Berlin, Heidelberg

  • Print ISBN: 978-3-662-62035-9

  • Online ISBN: 978-3-662-62036-6

  • eBook Packages: Social Science and Law (German Language)

Publish with us

Policies and ethics

Search

Navigation