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Experte
20. Juli 2015
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Leuchtturmprojekt für mobile Batteriespeicher

Schwere Lasten – intelligent gesteuert, vollautomatisch und batteriebetrieben bewegt: Am Container-Terminal Altenwerder erproben die HHLA und Vattenfall mit Partnern ein bedarfsgerechtes Strom- und Lademanagement im Schwerlastbetrieb. Genannt BESIC, gilt dieser Praxistest als Leuchtturmprojekt für Elektromobilität mit Signalwirkung für weitere Logistik-Anwendungen.

Wie flache ferngesteuerte Autos im XXL-Format bewegen sich die AGVs, kurz für Automated Guided Vehicles, über das riesige Areal des Container-Terminals Altenwerder (CTA) im Hamburger Hafen. Tag und Nacht sind die fahrerlosen Fahrzeuge bei jedem Wetter im Schwerlasteinsatz – auf dem Rücken bis zu 70 Tonnen. Zuverlässigkeit ein absolutes Muss. „Hafenumschlag bedeutet Höchstanforderungen an unsere Flotte. Als wir vor rund fünf Jahren in das Thema Elektromobilität eingestiegen sind, haben uns erst mal alle für verrückt gehalten“, erzählt Boris Wulff, Projektleiter in der CTA-Terminalentwicklung. „Daraus sind mittlerweile großes Interesse und auch Anerkennung für unsere Pionierarbeit geworden.“

Lastspitzen im Netz optimal nutzen

Entladestation_HHLA

Vollautomatisch funktioniert der Lastentransport auf dem HHLA-Gelände, hier beim Ladevorgang, Foto: HHLA

Mit zwei batteriebetriebenen Prototypen fing im Jahr 2011 alles an. Damals waren es die weltweit ersten Schwerlastfahrzeuge dieser Art – und quasi die „Aliens“ unter all den Fahrzeugen mit Dieselantrieb. Heute sind bei der HHLA bereits zehn der Batterie-AGVs im Einsatz. „Wir haben schnell gesehen, dass sie sich gut in unsere Flotte einfügen und konnten so die nächste Stufe einläuten“, sagt Wulff. Und die heißt: bedarfsgerechtes Lademanagement.

Im Rahmen des Projekts BESIC (Batterie-Elektrische Schwerlastfahrzeuge im Intelligenten Container-Terminalbetrieb) wird seit 2012 erforscht, wie die Batterien exakt dann aufgeladen werden können, wenn norddeutsche Ökostrom-Spitzen aus Wind- und Solarenergie im Netz sind. Ziel ist es, den optimalen Ladezeitpunkt zu ermitteln. Dies geschieht im Datenaustausch zwischen dem Lastprognosesystem von Vattenfall und der Terminalsteuerung in Altenwerder. Bei entsprechendem Signal steuern die Fahrzeuge die Batteriewechselstation an, wo binnen Minuten die aufzuladende gegen eine geladene Batterie getauscht wird. Letztere hat eine Betriebszeit von bis zu 18 Stunden.

Verbindung von Ökologie mit Ökonomie

„Ein solch intelligentes Lademanagement bringt gleich mehrere Vorteile mit sich“, erklärt Thomas Breitkreuz, Senior Produktmanager bei Vattenfall Energy Trading. „Zum einen hilft es der Netzstabilität, wenn die Stromspitzen kurzfristig abgenommen werden. Dies wiederum leistet einen wichtigen Beitrag zur besseren Integration von Ökostrom ins deutsche Stromnetz. Zum anderen steht bei BESIC immer auch die Wirtschaftlichkeit im Fokus.“

Boris Wulff ergänzt: „Für uns ist eine Technologie nur dann wirklich nachhaltig, wenn sie im Vergleich zur herkömmlichen nicht nur umweltfreundlicher ist, sondern sich im Betrieb rechnet, sprich in diesem Fall die Energiekosten reduziert.“ Dafür wird auch mit unterschiedlichen Batterietypen experimentiert. Kamen bisher ausschließlich Bleibatterien zum Einsatz, stehen künftig zusätzlich Lithium-Ionen-Batterien auf dem Prüfstand.

Vattenfall simuliert Vermarktung

Besic_Batteriewechselsstation

Die Batteriewechselstation im Hamburger Hafen, hier laden die AVG auf, Foto: HHLA

„Uns als Energieversorger interessiert in erster Linie, wie sich die Flexibilität der steuerbaren Verbraucher bestmöglich nutzen lässt, sowohl intern in der Kundenanlage als auch gegenüber den externen Märkten“, sagt Thomas Breitkreuz. Wie könnten also sinnvolle Vermarktungsmodelle für diesen Anwendungsbereich aussehen? Um das herauszufinden, erprobt Vattenfall Energy Trading ab Spätsommer in einer Vermarktungssimulation das Zusammenwirken aller Komponenten. Schließlich dürfen durch diese Öffnung in Richtung der Energiemärkte die vollautomatisierten und eng getakteten Betriebsprozesse in keinster Weise beeinträchtigt werden.

Aufschlussreich auch für andere Logistik-Anwendungen

Insgesamt zeichnet sich BESIC vor allem dadurch aus, dass nicht nur ein isoliertes Szenario bei einem ausgewählten Unternehmen durchgespielt wird. Vielmehr sollen sich möglichst universelle Erkenntnisse und standardisierte Prozesse daraus ableiten, damit andere Logistik-Anwendungen ebenfalls profitieren können. Auch die Bundesregierung sieht hohes Potenzial und erklärte BESIC schon wenige Monate nach dem Start zum Leuchtturmprojekt für Elektromobilität.

Neue Terminals setzen schon voll auf Batterie

Bis Ende 2015 läuft BESIC noch. Doch bevor eine abschließende Auswertung überhaupt begonnen hat, strahlen bereits Effekte auf die Branche aus. „Man könnte sogar von einer ersten Marktdurchdringung der batteriebetriebenen AGVs sprechen“, so Wulff. „Aufgrund unserer guten Erfahrungen am Container-Terminal Altenwerder wurden mittlerweile sowohl in den Niederlanden als auch in den USA für neue Container-Terminals Batterie-AGVs in Flottenstärke bestellt.“

 

Hier ein visueller Eindruck der AGVs in Aktion (Quelle: HHLA):

Forschungsprojekt BESIC auf einen Blick

Ziel Entwicklung und Erprobung einer intelligenten und wirtschaftlichen Lade- und Verbrauchssteuerung zur flexiblen Nutzung von Ökostromspitzen im Schwerlastbetrieb
Zeitraum Anfang 2013 bis Ende 2015
Projektpartner
  • HHLA
  • Vattenfall
  • die zu Terex Port Solutions zählende Gottwald Port Technology GmbH
  • die durch das Energie-Forschungszentrum Niedersachsen (EFZN) koordinierten Universitäten Oldenburg, Göttingen und Clausthal
  • gefördert durch das Bundesministerium für Wirtschaft und Energie

 

Mehr über Batteriespeicher lesen Sie im Beitrag „Batterien – die Schnellstarter unter den Speichertechnologien“ oder „Das zweite Leben der E-Mobility-Batterien“.

Thomas Breitkreuz
Experte
20. Juli 2015

Nach langjährigen Aktivitäten für Vattenfall im Sales-Bereich kenne ich die Bedeutung der Kundenbedürfnisse. Seit diesem Jahr kann ich in der Vattenfall Energy Trading in Hamburg im Bereich Asset Optimisation Sales and Renewables diese Kenntnisse als Senior Product Manager einbringen. Ich entwickle Produkte, die den Betreibern dezentraler Energieanlagen, etwa von Batterien oder Verbrauchsflexibilitäten („Demand Response“), einen Zugang zu den Energiemärkten ermöglichen.

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