Zunehmende Elektromobilität erfordert nicht nur eine leistungsfähige Ladeinfrastruktur, sondern auch das für diese Leistungen optimal dimensionierte Stromnetz. Das Unternehmen SPIE Deutschland & Zentraleuropa bündelt seine Kompetenzen aus verschiedenen Unternehmensbereichen, um Kunden entlang der kompletten Wertschöpfungskette E-Mobilität ein ganzheitliches Angebot aus einer Hand zu bieten.
2019 soll das Jahr der Elektromobilität werden. Doch wie groß und nachhaltig die „E-Welle“ werden wird, ist ungewiss. Experten-Prognosen zum Marktanteil von Elektroautos im Jahr 2030 sind unterschiedlich und reichen bis zu 55 Prozent. Heute liegt die Quote bei 0,7 Prozent.
In der Regel wollen Netzbetreiber den Netzausbau (Kupferleitungen) vermeiden. Ebenso will man Intelligenz, sprich Smart-Grid-Technologien, nur dort implementieren, wo es wirklich notwendig ist. Für die Elektromobilität gilt dabei grob die Regel: Kritische Netzbereiche herrschen in den Vorstädten vor, in denen die Einwohner eine hohe Kaufkraft haben, also oft in Photovoltaikanlagen, Speicher und Elektroautos investieren. Dort werden, neben den Ladepunkten im öffentlich Raum und bei Gewerbe/Industrie, voraussichtlich auch viele Wallboxen, – private Tankstellen direkt bei den Hausanschlüssen – installiert. Wie können Netzbetreiber also ihre Netzinvestitionen kosteneffektiv planen und das Risiko möglichst geringhalten?
Kompetenzen bündeln
Eine Szene, die in Zukunft häufiger zu sehen sein wird. Für die Netze ist die Situation in Vorstädten mit hohem Durchschnittseinkommen meist herausfordernd. Foto: pixabay (Menno de Jong; 12019); pixelio (Rainer Sturm)
Genau zu dieser Fragestellung positioniert sich das Unternehmen SPIE Deutschland & Zentraleuropa. Die Firma ist mit etwa 15.000 Mitarbeitern in Deutschland und Zentraleuropa der führende Multitechnik-Dienstleister für Gebäude, Anlagen und Infrastrukturen und vereint dabei wesentliche Kompetenzbereiche, die den kompletten Wertschöpfungsbereich für die Infrastruktur der Elektromobilität abdecken. Diese Ausgangssituation nutzt SPIE nun aus und schnürt ein ganzheitliches Angebot.
„Bei uns bekommen Kunden alle Fragen rund um den Lebenszyklus von Ladesäuleninfrastruktur aus einer Hand beantwortet“, fasst Dr. Nils Neusel-Lange, Leiter Servicebereich Utility Solutions bei SPIE Deutschland & Zentraleuropa die Leistungen zusammen. Der Multitechnik-Dienstleister ist seit Jahren ein etablierter Partner für die Installation von Ladeinfrastrukturen. In Kombination mit dem Angebot aus dem Geschäftsbereich CeGIT (Kompetenz- Center für IT-Lösungen und IT-gestützte Dienstleistungen) kommen Beratung, Entwicklung, Planung, Betrieb und Optimierung hinzu. So kann das Unternehmen alle Leistungen entlang des Lebeszyklus im Bereich E-Mobility inklusive aller Planungsleistungen abdecken.
Umfangreiche Planungsleistungen
SPIE bietet die Gesamtplanung aus einer Hand. Bestandteile der initialen Beratungs- und Planungsphase für E-Mobility-Projekte sind neben dem Projektmanagement die Detail- und Genehmigungsplanung, die Gesamtdokumentation inklusive Übernahme ins GIS, Trassierung- und Netzanschlussplanung sowie die intelligente, technologieneutrale Zielnetz- und Ausbauplanung. Für den Bereich E-Mobility umfasst dies etwa die Planung von Stationen für Normal- beziehungsweise Schnell-Laden, die entweder im öffentlichen Raum oder auch auf Gewerbe- und Industrie-Flächen implementiert werden, oder auch die Planung von Infrastruktur für den ÖPNV, da öffentliche Nahverkehrsunternehmen vermehrt auf E-Busflotten umsteigen. Dabei wird zum Beispiel auch die Systemanbindung in die Gebäudetechnik abgedeckt.
E-Mobility Asset Management
Die Planungsaufgaben sind für Netzbetreiber hinsichtlich des ganzheitlichen Netzausbaus komplex und in der Regel mit hohen Investitionen verbunden. Daher hat SPIE ein dreiphasiges Konzept für das Asset Management (AM) entwickelt, das auch die Grundlage für den Angebotsbereich Elektromobilität bildet.
Dieser AM-Bereich ist in drei Phasen unterteilt: Die objektivierte Netz- und Anlagenbewertung (INA), die technologieneutrale, intelligente Zielnetzplanung (INP) und die Entwicklung eines Betriebs- und Wartungskonzeptes. Grundlage dieses Ansatzes ist es, das Netz auch monetär mittels Prognosen abzubilden, mit denen Auftraggeber einen nachhaltigen Investitionsfahrplan entwickeln können.
INA ist ein Komplettpaket für die Zustandsanalyse des Verteilnetzes. Dazu gehören beispielsweise das für die Ladeinfrastruktur entsprechende Messequipment und geschultes Personal. So soll die „Subjektivität aus der Zustandsbewertung eliminiert werden“. Neusel-Lange spricht damit den Umstand an, dass der Zustand der Betriebsmittel bei vielen Betreibern nur auf Basis von Erfahrungswissen bestimmt wird, was für strategische Investitionen mehr oder weniger unbrauchbar ist. Daraufhin folgt die INP, mit der die Zielnetzplanung von Netzen beziehungsweise Netzabschnitten durchgeführt wird. Die Idee, dieses konzentrierte Produkt- und Dienstleistungsangebot zu entwickeln, entstand innerhalb des CeGIT vor rund drei Jahren. Ein Jahr später wurden erste Projekte durchgeführt, bei denen technologieneutrale und herstellerunabhängige Netzausbaumaßnahmen abgeleitet und definiert wurden.
Die INP bietet dabei den Einstieg und kann auch für kleinere Projekte, wenn etwa nur wenige Ladesäulen integriert werden müssen, sinnvolle Ergebnisse für eine optimierte und anforderungsgerechte Netzauslastung bringen. Je größer die Projekte, desto strategischer werden die Fragenstellungen. Im Sinne des Asset Managements werden dann auch Fragen zur zukünftigen Kostenauswirkung für die verschiedenen Planungsszenarien ausgearbeitet. Innerhalb von INP erstellt SPIE zunächst ein rechenfähiges Netzmodell. Dafür werden die Daten aus den GISund Betriebsmitteldatenbanken herausgelöst und der Netzberechnung zur Verfügung gestellt. Für das hauseigene GIS (GISMobil) stehen dafür auch spezielle, angepasste Funktionen bereit (Modul: NetToNeplan).
Das Angebot von SPIE deckt den gesamten Lebenszyklus für die Ladeinfrastruktur ab. Besonderen Fokus legt SPIE darauf, kostengünstige Wartungs- und Servicedienstleistungen für die Betriebsphase anzubieten. Grafik: SPIE
Mit NeCal bietet SPIE auch ein Netzberechnungstool, das im Gegensatz zu herkömmlichen Spezialtools GIS-basiert funktioniert. Es stellt Netzberechnungen schnell und unkompliziert zur Verfügung und zielt vor allem auf Netzberechnungen im operativen Tagesgeschäft ab – auch für die Mittelspannungsnetze. Dabei bietet GISMobil einfach zu bedienende Features für die Netzplanung, beispielsweise können Ladesäulen per Drag&Drop in die Netztopologie integriert werden, um dort eine erste schnelle Anschlussprüfung zu ermöglichen.
Für umfassende Analysen und vor allem die anschließenden Szenarioberechnungen nutzt SPIE Spezialwerkzeuge wie Neplan. Auf deren Basis werden für die Elektromobilität maßgeschneiderte Netzberechnungen ausgeführt. Dafür hat SPIE beispielsweise Anpassungen des Programms vorgenommen und etwa eigene automatisierte Optimierungsalgorithmen entwickelt, die spezielle Einflussfaktoren für den Bereich E-Mobilität abbilden. „Dadurch können wir berechnen, wie das Netz je nach Ladeinfrastruktur optimalerweise aussehen sollte“, so Nils Neusel-Lange. Diese Zielnetzberechnung berücksichtigt beispielweise auch regulatorische oder demographische Entwicklungen, schließlich beträgt der Zeithorizont der Planungen meist 15 Jahre und mehr.
Interessant dabei: Im Zuge der umfassenden Analysen kann SPIE Empfehlungen für die Ausbauplanung abgeben. Oft erkennt der Auftraggeber etwa, dass bestimmte Maßnahmen prioritär umgesetzt werden sollten, andere aber zu risikoreich oder gar inneffizient sind. „Neben dem Risiko werden die Maßnahmen auch monetär quantifiziert“, erklärt Neusel-Lange. Für alle Netzausbauvarianten kann dann zum Beispiel genau bestimmt werden, ab welche jährlichen Ladeleistung sich die Kosten für den Netzausbau wann amortisieren. „Zum Teil erkennen Netzbetreiber auch, an welchen Stellen Netzbereiche zusammengeschaltet und so beispielsweise Ortsnetzstationen oder KVS eingespart werden können“, so der Experte weiter.
Betriebsphase nicht vergessen
Weiteres wichtiges Thema ist das Angebot von SPIE für die Betriebsphase. Wartung und Service der Ladesäuleninfrastruktur stehen aktuell bei den Netzbetreibern nicht im Fokus der Zukunftsanalysen. Dabei ist es entscheidend, die Kosten für die Wartung im Auge zu behalten. Der Betrieb der Ladeinfrastruktur bedingt die regelmäßige Wartung, Inspektion und Überwachung nach DIN EN 50272-2 (VDE 0510-2). Dazu gehört jährlich eine Sichtprüfung, die Prüfung der elektrischen Sicherheit und eine Verkehrssicherheitsprüfung. „Die normkonforme Inspektion eines Ladepunktes dauert nach unseren Erfahrungen etwa 45 Minuten, was die Kosten bei den vielen Ladestationen schnell in die Höhe treibt“, so Neusel-Lange.
Um Optimierungspotenziale zu heben, integriert SPIE die Dienstleistungen für die Elektromobilität in ihre bestehenden, netzorientierten Serviceleistungen. „Dadurch entstehen Synergien, wodurch die Service-Qualität gesteigert und vor allem die Kosten gesenkt werden können“, so Neusel-Lange. Vor diesem Hintergrund hat das Unternehmen weitreichende Investitionen getätigt. Zum einen wird die hauseigene Software für das operative Asset Management komplett auf eine neue Technologieplattform gestellt: Die neue Produktfamilie umfasst Software-Lösungen und IT-gestützte Dienstleistungen für Energieversorgungsunternehmen, Stadtwerke, Netzbetreiber sowie Industrieunternehmen und deckt alle Bereiche wie Planung, Bau, Betrieb und Instandhaltung von Netzen und Anlagen ab. Als Entwicklungspartner fungiert der Softwarehersteller und Prozessberater Mettenmeier, der aktuell das Modul AM Maintenance entwickelt, welches das bisherige Produkt für die Betriebsführung Optimus ablösen soll. SPIE wiederum ersetzt das bisherige MABI2.0.
Zur Verfügung steht bereits das Modul AM Outage, mit dem ein Störungsmanagement erfolgen kann. Eine domänenübergreifende Disposition mit integrierter Jobplanung und Routenoptimierung sind unter anderem Bestandteil der bald verfügbaren Module AM Maintenance und AM Workforce. Diese Funktionen hat SPIE bereits im eigenen Hause (im Rahmen des Projekts Field Service Management) implementiert, um alle Prozesse rund um Auftragserfassung, Disposition, Tourenplanung, Auftragsrückmeldung, Arbeitsberichte oder Fakturierung komplett zu digitalisieren.
„Durch diese Investition sind wir in der Lage, Serviceleistungen nochmals zu verbessern und effizienter zu gestalten. Betreibern von Ladesäulen können wir damit höchst interessante Preisvorteile für die Betriebsphase weiterleiten“, ist Neusel-Lange überzeugt. (sg)