Schweizer Konsortium baut «Mega-Ladestation»
Batteriegepufferter Ladecontainer soll Nutzfahrzeuge langstreckentauglich machen und Stromnetze entlasten.
Die Designwerk Technologies AG mit Sitz in Winterthur baut eine neuartige Ladestation der Megawatt-Klasse. Sie soll das Schnellladen von E-LKW innert 45 Minuten ermöglichen. Mit diesem Demonstrationsprojekt will Designwerk E-LKW langstreckentauglich machen und Netze entlasten. Die OST und weitere Forschungspartner unterstützen dabei dieses Projekt mit dem Know-How.
Bei der Designwerk Technologies AG entsteht zurzeit eine der ersten Megawatt-Ladestationen weltweit. Im Frühjahr 2023 soll die Ladestation im Container-Format erstmals E-LKW laden. Sie soll bis zu sechs Mal schneller sein als herkömmliche Hochleistungs-Ladestationen mit 350 kW Leistung. Mithilfe integrierte Batteriepuffer sollen dabei sowohl Lastspitzen vermieden als auch ein netzdienlicher Betrieb ermöglicht werden. Die wissenschaftliche Begleitung dieser technischen Entwicklungen wird vom Bundesamt für Energie (BFE) sowie von renommierten Industriepartnern unterstützt. Vonseiten der Forschung unterstützt die OST unter anderem dieses Projekt.
Die OST begleitet dieses Projekt
Mithilfe real gemessener Lastgänge werden dabei die Auswirkungen bzw. Einflussmöglichkeiten dieser (als auch zukünftiger) “Mega-Ladestationen” auf Arealnetze modelliert. So werden dann z.B. das Peak-Shaving Potential, eine börsenpreis-optimierte Energiebeschaffung, Regel-Energie-Potentiale als auch Blindleistungskompensationen analysiert.
Ladeinfrastruktur für Nutzfahrzeuge unerlässlich
Der Schwerlastverkehr ist für die Energiewende und das Erreichen der Klimaziele von zentraler Bedeutung. Auf den Strassen Europas sind rund 6,6 Millionen Lastkraftwagen im Einsatz. Sie transportieren 76,7% aller Frachten an Land. Folglich gilt es auch hier, den Anteil an emissionsarmen oder emissionsfreien Transportmitteln zu erhöhen. «Gerade für Langstrecken-LKW oder auch für Schiffe und Flugzeuge ist neuartige Ladeinfrastruktur nötig. Sie unterscheidet sich von der Infrastruktur für Elektro-PKW und ermöglicht es, schwere Nutzfahrzeuge in kurzer Zeit aufzuladen. Das hilft dabei, dass der emissionslose Güterverkehr in allen Anwendungsfeldern ankommt.», erklärt Vivien Dettwiler, Mitglied der Geschäftsleitung von Designwerk. Damit das System auf die notwendige Akzeptanz stösst, richtet es sich nach dem neuen Ladestandard Megawatt Charging System, kurz MCS. Dieser wurde im Juni dieses Jahres international lanciert.
Versorgungssicherheit als Projektbestandteil
Die Erkenntnis, dass leistungsstarke Ladestationen Netze beanspruchen, ist fester Bestandteil der Projektausgangslage. Der Demonstrationsbetrieb soll deshalb Wege aufzeigen, wie ein Hochleistungs-Ladenetzwerk und Versorgungssicherheit Hand in Hand gehen können. «In unseren Ladecontainern verbauen wir Second Life E-LKW Batterien als Puffer, um Lastspitzen vorzubeugen. Damit entfällt nicht nur ein Netzausbau: Der Speicher soll gar in der Lage sein, erneuerbar produzierten Strom wieder ans Netz abzugeben», so Dettwiler. Ähnlich wie beim bidirektionalen Laden, lässt sich Elektromobilität so als Teil von Versorgungslösungen nutzen. Dass das funktioniert, sollen Demonstrationsanlagen bei der Galliker Transport AG, Käppeli Logistik und Murg Flums Energie unter Beweis stellen.
Batteriegepufferter Ladecontainer soll Nutzfahrzeuge langstreckentauglich machen und Stromnetze entlasten
Personen
Simon Nigsch
IES Institut für Energiesysteme Dozent für Leistungselektronik, Leiter Elektrische Energiesysteme IES
+41 58 257 31 78 simon.nigsch@ost.ch
IES News
Metallische Brennstoffe als Energieträger und -lieferanten
Metalle als nachhaltige Energiespeicher
Die Speicherung erneuerbarer Energien ist eine der grössten Herausforderungen der Energiewende. Während Batterien für die Speicherung über Stunden oder Tage tauglich sind, fehlen bezahlbare Optionen für die Speicherung erneuerbarer Energie über Monate oder für den Transport über weite Distanzen. Forschende weltweit sehen Metalle wie Aluminium und Eisen als ideale Lösung: Sie lassen sich praktisch unendlich lange lagern, sind einfach und sicher transportierbar und nehmen bei der Produktion riesige Mengen Energie in wenig Volumen auf.
Alu-to-Energy-Prototyp
Wie dieser Prozess in der Praxis funktioniert, zeigte die OST den Teilnehmenden des Symposiums anhand eines Prototyps, der aktuell beim Institut für Solartechnik (SPF) in Rapperswil-Jona steht. Dieser wurde im Rahmen des Europäischen Verbund-Forschungsprojektes REVEAL entwickelt, welches durch das EU-Programm Horizon Europe und das Schweizerische SERI gefördert wird.
Nach der Inbetriebnahme soll hier live demonstriert werden, wie aus Aluminium durch chemische Prozesse Wärme und Strom produziert werden kann. Die produzierte Energie dient der Energieversorgung von Gebäuden und Industriebetrieben oder kann für die Fernwärme genutzt werden. Das Konzept zielt auf die Deckung von Winterspitzen.
Game-Changer für die Energiezukunft
Das Symposium machte deutlich: Während weiterhin Forschung nötig ist, um die Technologiereife voranzutreiben, zeigen zahlreiche Marktstudien und Pilotprojekte das Potenzial von Energiespeicherlösungen auf der Basis der beiden Metalle Eisen und Aluminium. In den kommenden Monaten wird der Alu-to-Energy-Prototyp an der OST weiterentwickelt und getestet – ein spannender Schritt in Richtung einer nachhaltigen Energiezukunft.
«Erneuerbare, metallische Energieträger könnten der lange ersehnte Game-Changer werden, um eine 100-prozentig erneuerbare, CO2-neutrale und damit klimafreundliche und ressourcenschonende künftige Energieversorgung zu ermöglichen.»
Dr. Michel Haller, OST-Tagungsgastgeber und Forschungsleiter am SPF Institut für Solartechnik
Die Organisation des Symposiums wurde durch das EU-Projekt REVEAL und den Kanton St.Gallen unterstützt.
