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PublicationPilotprojekt eWayBW: Vorbereitung des Realbetriebs( 2024)Das Pilotprojekt eWayBW ist einer von deutschlandweit drei Feldversuchen zur Erforschung der eHighway-Technologie zum dynamischen Laden von Hybrid-Oberleitungs-Lkw (HO-Lkw). Das oberste Ziel dieser Versuche ist es, Lösungen für die Dekarbonisierung des schweren Güterverkehrs in Deutschland und damit Alternativen zu Verbrennungsmotoren, die mit fossilen Kraftstoffen betrieben werden, zu finden. Anders als die anderen Feldversuche findet eWayBW nicht auf einer Autobahn, sondern auf einer Bundesstraße statt. Dadurch ergeben sich für den Betrieb der Oberleitungsanlage und der HO-Lkw besondere Rahmenbedingungen und Herausforderungen. Im Verlauf des Projektes sollen möglichst viele Erfahrungen und verwertbare Daten gewonnen werden, die Aufschluss über die Potentiale, Möglichkeiten aber auch Grenzen und Risiken der Oberleitungstechnologie geben sollen. Dieses Papier gibt einen Überblick über die im Rahmen der Vorbereitung des Realbetriebs in Betrieb genommene Oberleitungs-Technik, die vorbereitenden Arbeiten für den Realbetrieb und die damit verbundenen besonderen Herausforderungen. Ein wichtiger Aspekt hierbei war und ist die Sicherheit aller mittelbar oder unmittelbar Beteiligter. Daher wurde bereits ab Beginn des Projekts ein reger fachlicher Austausch mit Einsatzkräften, Behörden und Projektbeteiligten über mögliche Risiken und Vorgehensweisen bei Not- und Störfällen etabliert. Daraus entstanden neben einem umfangreichen Betriebs- und Rettungskonzept auch Auflagen für die Durchführung von Großraumtransporten und Dienstanweisungen für das Personal in den Leitständen. Die Schulung und Einweisung aller am Projekt beteiligter Akteure ist die Grundlage für die tägliche Arbeit im Realbetrieb. Neben einer sicheren und redundanten Technik ist das Fachpersonal der wichtigste Garant für reibungslose Abläufe. Ohne entsprechende Vorbereitungen wäre ein kontinuierlicher Realbetrieb der Pilotstrecke nicht möglich. Vor diesem Hintergrund sind die unterschiedlichen Aspekte zu berücksichtigen, die für den Regelbetrieb der Oberleitungsanlage und damit der Pilotstrecke unabdingbar sind. Neben der Technik, die einer kontinuierlichen Überwachung und regelmäßigen Wartung bedarf, sind hier natürlich auch mögliche ungeplante Ereignisse zu beachten. Um allen diesen Aspekten Rechnung zu tragen, wurden unterschiedliche Konzepte, Anweisungen und Abläufe geplant. Da nichts so konstant ist, wie die Veränderung selbst, werden diese je nach Bedarf auf Grundlage der bereits gesammelten Erfahrungen und an die geänderten Bedingungen angepasst.
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PublicationKritisch für die Wertschöpfung - Rohstoffabhängigkeit der deutschen Wirtschaft( 2024)Die zukunftsfeste Aufstellung der Versorgung Deutschlands mit mineralischen Rohstoffen ist für die Sicherung des Wirtschaftsstandorts zentral. Gerade für Zukunftstechnologien und zur Begrenzung potenzieller Angebotsrisiken, die sich nachteilig auf abhängige Wirtschaftszweige auswirken können, ist Versorgungssicherheit mit diesen Rohstoffen relevant. Dabei geht es um die gesamte Wertschöpfungskette von der Produktion bis zur Wiedergewinnung. Rohstoffe werden auch bereits in Gütern verarbeitet importiert und spielen hier eine Rolle. Eine von KfW Research in Auftrag gegebene und von IW Consult und Fraunhofer ISI erstellte Studie analysiert die rohstoffhaltige Wertschöpfung und Angebotsrisiken entlang der Produktions- und Lieferketten für die Rohstoffe Kupfer, Lithium und die Gruppe der Seltenen Erden.
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PublicationPower Transfer Vehicle-to-Home (V2H)(Fraunhofer IAO, 2024)Diese Studie untersucht eingehend die Potenziale, Randbedingungen und Herausforderungen für die Implementierung von Vehicle-to-Home (V2H) in gemeinschaftlich genutzten, privaten Parkgaragen innerhalb eines Wohnquartiers. Mittels einer multidisziplinären Methodik, bestehend aus einer Metaanalyse zum Stand der Technik, Experteninterviews, einer Nutzerakzeptanzanalyse zu Vehicle-to-Everything (V2X)-Konzepten und einer simulationsgestützten Potenzialanalyse, werden verschiedene Dimensionen dieser Technologie beleuchtet. Die simulationsgestützte Analyse ermöglicht die Untersuchung von Ladebedarfen, Lastflüssen und Energieumsätzen im Kontext einer Investitionsentscheidung in ein bidirektionales Smart Grid mit Photovoltaik (PV) und stationärem Batteriespeicher. Insbesondere wird ein Anwendungsfall der Energiearbitrage betrachtet, bei dem Elektrofahrzeuge am Arbeitsplatz zu einem günstigeren Tarif laden und die gespeicherte Energie anschließend im Wohnquartier entladen können. Die Ergebnisse der Studie haben gezeigt, dass die regulatorischen Hürden für den Einsatz von V2H zwar nicht unüberwindbar sind, jedoch technische und wirtschaftliche Herausforderungen bestehen, insbesondere im Hinblick auf die Verfügbarkeit von bidirektionalen Elektrofahrzeugen und Ladeinfrastruktur. Darüber hinaus wurde aufgezeigt, dass zukünftige Anreizstrukturen und Tarifmodelle für die Teilnahme an V2X-Konzepten verbraucherfreundlich ausgerichtet sein sollten. In unserer Fallstudie wurde eine Preisschwelle von 5 - 10 ct/kWh zwischen dem Ladepreis zu Hause und am Arbeitsplatz identifiziert, bei der V2H wirtschaftlich ist. Größere Elektrofahrzeuge wiesen signifikant höhere Kosteneinsparungen auf und eigneten sich besser für V2H-Anwendungen als kleinere Fahrzeuge. Die Integration von PV-Systemen zeigte Synergieeffekte im Vergleich zu stationären Batteriespeichern, wobei die wirtschaftliche Auslegung der PV ein kritischer Faktor war.
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PublicationOverview of heating and cooling. Perceptions, markets and regulatory frameworks for decarbonisation. Deliverable 3 - Overview of monetary and non-monetary incentives for the uptake of district heating and cooling and heat pumps(Publications Office of the European Union, 2023)This Report covers Subtasks 3.1 to 3.4 of the project ‘Overview of Heating and Cooling: Perceptions, Markets and Regulatory Frameworks for Decarbonisation’ funded by the European Commission (EC). The objective of Task 3 is to provide an overview of incentives for the uptake of District Heating and Cooling / District Heating (DHC/DH) and Heat Pumps (HP), which can make a significant contribution towards energy system flexibility and decarbonisation. The geographic scope of the analysis is the for-mer EU28 members (EU27 + UK), Norway, Switzerland and Iceland.