Die Niederlande finanzieren „Charging Energy Hubs“ für Nutzfahrzeuge

Sobald schwere E-Fahrzeuge in großer Zahl auf den Markt kommen, werden die Belastungen durch das Schnellladen mit hoher Leistung eine dynamische Infrastruktur erfordern. Die niederländische Regierung finanziert jetzt ein Konsortium für „Charging Energy Hubs“ im Land. Dabei soll eine Blaupause für HPC-Stationen und lokale Microgrids im Megawattbereich entstehen.

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29 Partner, zumeist aus den Niederlanden und mit globalen Ambitionen, wie Shell, DAF oder Rocsys in der Robotik, wollen den wachsenden Energiebedarf durch das High Power Charging bewältigen. Denn dieser wird sich vervielfachen, sobald sich zu der wachsenden Zahl von Elektro-Pkw auch kommerzielle Elektrofahrzeuge gesellen – die tendenziell noch größere Batterien haben und vor allem mit mehr Leistung geladen werden.

Nicht nur das niederländische Stromnetz steht früher oder später vor diesem Problem – Lkw-Ladestationen im Megawattbereich entwickeln sich zu einem zugegeben noch zaghaften Trend in der gesamten Branche, immer öfter befördert durch die Politik rund um den Globus. Der US-Bundesstaat Michigan hat gerade 13 Millionen Dollar für eine „Lkw-Station der Zukunft“ mit Daimler Truck in Nordamerika bereitgestellt. Die norwegische Entwicklungsagentur Enova hat im Juli ein ganzes Subventionsprogramm für den Bau von Ladestationen für schwere E-Fahrzeuge in Norwegen aufgelegt, um nur einige aktuelle Beispiele zu nennen. Und obwohl Norwegen als Vorreiter bei der Einführung von Elektroautos gilt, gibt es laut der Enova „kaum entwickelte Infrastruktur“ für das Aufladen schwerer Fahrzeuge.

Das Gleiche gilt für Europa und insbesondere die Niederlande, wo dieses Thema immer dringlicher wird: Mehrere Städte und Regionen werden bereits in zwei Jahren Umwelt-Zonen ausweiten und Null-Emissionszonen einführen. Letztere sollen vor allem für Lieferfahrzeuge und Lkw gelten.

„Ab 2025 müssen mindestens 30 Städte (in den Niederlanden) gemäß ihrer Verpflichtung aus dem Pariser Klimaabkommen eine Nullemissionszone eingerichtet haben“, so Heliox im Jahr 2021 bei der Einführung des Flex Charge-Systems für Flottenbetreiber.

Primär erwarten Heliox und das Konsortium, dass der elektrische Verkehr exponentiell zunehmen wird und damit auch die Nachfrage nach HPC-Infrastruktur. Um dieser Herausforderung zu begegnen, sieht das Projekt „eine effiziente Nutzung intelligenter Energiesysteme vor, um die Netzeffizienz durch intelligente Energielösungen zu maximieren“, schreibt Heliox.

Die „Charging Energy Hubs“ werden nun mit 320 Millionen Euro aus dem Nationalen Wachstumsfonds der Niederlande finanziert. Heliox wollte das Gesamtbudget nicht nicht bestätigen, erklärte aber gegenüber electrive.com, dass das Projekt über vier Jahre laufen wird, vom 1. Januar 2024 bis Ende 2027. Michael Colijn, CEO von Heliox, sagte, man sei begeistert, die Unterstützung zu erhalten und bezeichnete die Niederlande als „ein Kraftzentrum im Logistik- und eMobility-Sektor“.

An dem Konsortium beteiligen sich Unternehmen aus allen Sektoren und der Wissenschaft, die Zugang zu Standorten, Fahrzeugen, Hardware, Software, Energiemanagement und Wissen einbringen. Die Firma geht davon aus, dass die Zusammenarbeit zwischen den Akteuren in der Wertschöpfungskette von „entscheidender Bedeutung ist“, so Colijn. Heliox erwartet, dass die Hubs letztlich zu einer „dezentralen und wichtigen Verbindung“ zwischen Stromverbrauchern und -lieferanten führen.

Wie sehen die Charging Energy Hubs aus?

Ein Pressefoto vermittelt einen genaueren Eindruck von den Partnern und ihrem Engagement.

Das Herzstück der neuen Hubs wird die Ladeinfrastruktur von Heliox und die Leistungselektronik von AME sein. In Zukunft sollen auch Roboter die Fahrzeuge aufladen, durch Automatisierung von Rocsys und ProDrive. Rocsys arbeitet seit einigen Jahren an Lade-Robotern und ist an Projekten rund um das Laden schwerer Elektrofahrzeuge in den USA beteiligt.

Was die Energieversorgung in Europa anbelangt, so werden die stationären Batterien vor Ort von Dens oder DAF geliefert, wobei DAF auch die Verantwortung für elektrifizierte Fahrzeuge übernimmt. Dynniq und DC Systems werden das geplante lokale Microgrid (DC) realisieren, welches die zentrale Verbindung innerhalb eines Hubs bilden soll.

Die sich daraus ergebende Struktur wird dann Flexibilität bei Nachfragespitzen oder Netzausgleichsproblemen ermöglichen, so Heliox, und es liegt nahe, dass das Konsortium angesichts der schieren Größe und der Megawatt-Ladung kommerzielle Nutzer im Auge hat.

In einem Dokument, welches den Vorschlag ausführlicher beschreibt als die Pressemitteilung, halten die niederländischen Behörden es für „wahrscheinlich, dass ein großer Teil des Nutzens privat sein wird“, aufgrund der hohen Investitionskosten. Die öffentliche Intervention sei nur dann legitim, „wenn die private Ko-Finanzierung mit dem zu erwartenden privaten Nutzen des Projekts übereinstimmt“, so die zentrale niederländische Planungsbehörde Centraal Planbureau weiter.

Auf die Frage, ob es sich bei den Projekten um öffentliche oder private/kommerzielle Projekte handelt, antwortete Heliox, dass zwei der drei geplanten Projekte privat und eines öffentlich zugänglich sein wird.

Konsortium stützt sich auf Technologietransfer

Heliox hat natürlich bereits große kommerzielle Ladedepots eingerichtet. Der Startschuss fiel 2017 in Eindhoven, zwei Jahre später wurde Amsterdam zu einem der größten Buslade-Drehkreuze Europas, bis FirstBus 2022 ein noch größeres Depot in Glasgow eröffnete, das bis zu 300 Busse laden soll.

In diesen Fällen lieferte Heliox die intelligente Ladesoftware und -hardware und hat seitdem ähnliche Modelle in Den Bosch, Niederlande, und Montgomery County, Maryland, USA, aufgebaut.

In Schottland ging der Betreiber jedoch den ungewöhnlichen Schritt, den Betriebshof für registrierte Flottenpartner zu öffnen, damit diese ihre Fahrzeuge tagsüber aufladen können, wenn die Busse im Einsatz und eben nicht im Depot sind. In diesem Jahr eröffnete FirstBus außerdem einen weiteren offenen Standort in Cornwall, ebenfalls mit Heliox-Anlagen.

Die auf den Betriebshöfen installierten Geräte basieren auf Technologie, die Heliox 2019 vorgestellt hat. Die batteriegestützte Ladestation SprintCharge ermöglicht das Laden über Stromabnehmer unterstützt durch eine stationäre Batterie (Battery Energy Storage System, kurz BESS), die ultraschnelle Ladevorgänge ohne Netzunterbrechung ermöglicht.

Auf die Frage, ob Heliox diese Technologie auch für die neuen Charging Energy Hubs verwenden wird,
gaben uns gegenüber an dem Projekt beteiligte Quellen, dass „die für SprintCharge entwickelten Grundkonzepte in einer neuen Konfiguration wiederverwendet werden“.

Darüber hinaus bestätigte das Unternehmen, dass sein FlexCharge-Konzept, das für Flotten entwickelt wurde, Teil von WP8 sein wird, ein Begriff, der erstmals bei unseren Recherchen in Regierungsakten auftauchte.

Wie konkret sind die Energy Charge Hubs?

Während die ursprüngliche Presseinformation nur das Konzept enthält, enthüllt das Dokument im Central Planbureau Details. Dem Dossier zufolge hat das Konsortium bereits acht Arbeitspakete im Detail definiert.

Die ersten Arbeitspakete (WP 1 – 3) befassen sich mit der Hardware-Entwicklung, und das Konsortium zielt darauf ab, bidirektionale Wechselrichter zu entwickeln, um die verschiedenen Stromquellen und Verbraucher zu koppeln. So kann z. B. Strom aus einer Batterie in das Netz eingespeist werden.

Darüber hinaus gab Heliox gegenüber electrive.com an, dass das Konsortium an DC/DC-Wechselrichtern im Megawatt-Bereich für die Standortkopplung des DC-Mikronetzes sowie an AC/DC-Invertern zwischen dem Netz und dem lokalen Mikronetz arbeitet. Für das Aufladen von kommerziellen Elektrofahrzeugen am Mikronetz werden weitere DC/DC-Wandler für die Kopplung benötigt.

Das bedeutet auch, dass die Hubs nicht als Inseln angelegt sind. Heliox erklärte, dass die Anlage an das Mittelspannungs-Wechselstromnetz angeschlossen wird, und verriet im Gespräch mit electrive.com Pläne für eine lokale Winderzeugung im Umfang von über 10 MW. Künftig könnten PV-Anlagen und an das BESS angeschlossene DC/DC-Wandler zur Einspeisung und Pufferung des DC-Mikronetzes integriert werden, so Heliox weiter.

Die bereits erwähnten DC-Mikronetze werden also lokale und regenerative Stromquellen und die Ladestationen versorgen, ohne in das Mittelspannungsnetz einzugreifen. Der Vorteil ist, dass der Strom nicht von Gleich- in Wechselstrom umgewandelt werden muss, was die Umwandlungsverluste reduziert, so das Dokument.

Hinsichtlich der Software sieht der Vorschlag die Optimierung der „Charging Energy Hubs“ als primäre Aufgabe in der zweiten Projektphase (WP 4-5) an. Die resultierende Software soll die Logistik, die Ladeprofile, die lokalen Energiequellen und die flexiblen Anlagen, wie Batterien und Netzkapazitäten, berücksichtigen. „Das ultimative Ziel ist, dass die teilnehmenden Parteien das lokale Stromnetz selbst über eine Software verwalten können, wobei die verknüpften Anlagen flexibel gesteuert werden, um Energieangebot und -nachfrage aufeinander abzustimmen“, heißt es in den Unterlagen.

Heliox erwähnt auch die Integration der standortübergreifenden MID-Energiemessung für gegenseitige Finanztransaktionen auf der Grundlage des Energieaustauschs. Dies deckt sich mit der im letzten Sommer angekündigten Partnerschaft mit Recoy, um das Vehicle-to-X-Angebot auf die Energiepreise abzustimmen. Und natürlich ist auch Recoy unter den Partnern des Konsortiums aufgeführt. Andere Partner werden Flotten-, Energiemanagement- und Handelsplattformen bereitstellen, Simulationen für die Systemanalyse durchführen und zusätzliche Forschungs- und Wissensentwicklungen beitragen.

Drei Hubs für verschiedene Anwendungsfälle

Bemerkenswert sind die Arbeitspakete 6 – 8, die drei Anwendungsfälle im Einklang mit den oben genannten Entwicklungen spezifizieren. Demnach testet WP 6 automatische Lade- und Optimierungssoftware bei einem privaten Unternehmen, das sich auf städtische Logistik konzentriert.

WP 7 konzentriert sich auf einen öffentlich zugänglichen „Lkw-Ladeplatz“, einschließlich des DC-Mikronetzes, automatisierter HPC-Stationen und optimierter Software. Shell hat seine Beteiligung an dem besagten Standort bestätigt und gegenüber electrive.com erklärt, dass es diesen Hub nutzen werde, um Erfahrungen zu sammeln und in Zukunft „innerhalb der derzeitigen Netzgrenzen weitere Knotenpunkte einzurichten“.

Das Arbeitspaket 8 schließlich soll ein vollwertiger Hub in einem Gewerbegebiet sein, das alle oben genannten Technologien sowie transportable Batteriesysteme und die Integration verbundener Netzwerke umfasst. Da in diesem Arbeitspaket die FlexCharge-Technologie zum Einsatz kommen soll, wird der Hub über Nacht für mehrere Fahrzeuge schnell laden können. Die DC-Nennleistung von 180 kW ermöglicht das Aufladen von Fahrzeugen entweder nacheinander im sequenziellen Lademodus mit 180 kW – oder von drei Fahrzeugen parallel mit jeweils 60 kW. Die Ausgangsspannung im ursprünglichem System liegt zwischen 200 und 1.000 Volt, der Nennausgangsstrom beträgt 3×80 Ampere. Je nach Anwendung kann die Flex dann mit CCS-1, CCS-2 oder automatisierten Panto-Up- oder Panto-Down-Lösungen kombiniert werden.

Heliox sagte, es könne „noch keine weiteren Einzelheiten“ bekannt geben, bestätigte aber, dass die Bauarbeiten voraussichtlich 2025 beginnen werden.

Das gesamte Energy Charging Hub-Konsortium setzt sich aus den folgenden Partnern zusammen: AME, DAF, DAMEN, DC Systems, DENS, Dynniq, FIER, Firan, Fontys, HAN, Heliox, Fluidwell, KEMA, Maxem, NKL, Prodrive Technologies, Recoy, Renewable Energy Factory (REF ), Rocsys, Scholt Energy, Shell, Stichting ElaadNL, Sycada, TNO, TSN Groen, Eindhoven University of Technology, Van Berkel Logistics, Van Kessel, XYZ Dynamics, Zero Emissions Services (ZES).

Dieser Text von Nora Manthey ist zur zuerst auf electrive.com erschienen. 

cpb.nl (Vorschlag mit Centraal Planbureau)