电动汽车限电？ – 图片：Xpert.Digital
目光投向电动汽车、屋顶光伏系统、太阳能车棚、热泵和电力储存。然而，必要的基础设施——电网却被忽视了。
因为随着光伏系统、光热发电厂、风力涡轮机和沼气发电厂等可再生能源的增加和扩展，分散式发电也在不断增加，所产生的电力也被馈入电网。
这反过来又导致结构更加复杂，主要是在负载控制、配电网电压维护和维护网络稳定性方面。与中型到大型发电厂相比，小型分散式发电系统也直接向低压电网或中压电网等较低电压等级供电。
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功能齐全的电力网络是移动性的基本要求，其中充电电源可以随时随地以分散的方式提供。使用的电动汽车充电站越多，网络临时过载的风险就越大。因此，需要在网络暂时过载时平滑充电高峰。
在英国，从 2022 年 5 月起，计划远程阻止私人充电站每天充电 9 小时。上午 8 点至 11 点以及下午 4 点至晚上 10 点英国目前仅有约 30 万辆电动汽车，但已采取措施避免网络过载。
如果德国新成立的政府想要避免所谓的暂时全面崩溃，那么电力网络的升级也必须成为首要任务。
与英国类似，德国抽屉里也有一项“高峰平滑”法案（每天最多两小时）。细节公布后，经济部长彼得·阿尔特迈尔于年初撤回了该计划。选举前不久，有人担心当前激进的无排放环境政策会带来相当大的不利和恶意。汽车行业也强烈批评这些计划。
联邦经济部(BMWi)还确认：基民盟/基社盟和社民党联合协议中规定的峰值平滑，即德国电力消耗的制动措施，将在下次联邦选举前不再实施。 6月底，由于未能与汽车行业和网络运营商达成一致，最终失败。
所以这个计划并不是不可能的。我们也不会回避它。除了强制充电中断之外，不仅壁箱应该能够远程控制，热泵或夜间储热器也应该能够远程控制。或者，如果满足技术要求，也可以暂时降低性能。
但事实上，对于那些不一定需要始终可用的连接容量并且还应该为此体验到经济优势的人，也提出了灵活的连接使用。讨论中没有提到这一点，再次表明了这个话题的情感范围。
除了税收优势（参见二氧化碳税隔离解决方案或自主电源的人另一个明显的优势
电网优化 - 德国配电网络运营商 2020 年采取的措施
网络优化——2020年德国分销网络运营商采取的措施——图片：Xpert.Digital
* EEG=《可再生能源法》第 9 节第 1 段 EEG
统计数据显示了2020年德国根据《可再生能源法》采取的网络优化和网络加固措施的配电网运营商数量。截至2020年4月1日，226家德国配电网运营商（DSO）正在建设并行系统。
2020 年德国 EEG 所采取的网络优化和网络加固措施的配电网运营商数量
- 增加电缆横截面积 – 459 家配电网络运营商
- 变压器服务增加——394家配电网络运营商
- 架空线路布线 – 408 家配电网络运营商
- 隔离点优化 – 365 家配电网络运营商
- 网络拓扑变化——315家配电网络运营商
- 安装测量技术 – 406 家配电网络运营商
- 并行系统建设——226家配电网运营商
- 增加导体电缆的横截面 – 90 家配电网络运营商
- 高峰限制 – 7 家配电网络运营商
- 安装可控本地网络变压器 – 58 家配电网络运营商
- 安装电压调节器 – 56 家配电网络运营商
- 绳索下垂监管 – 47 家配电网络运营商
- 导体监控 – 20 个配电网络运营商
- 高温导体绳 – 9 家配电网络运营商
- 其他 – 72 家分销网络运营商
导体电缆是作为电力线路的一部分用于在架空线上传输电力的电缆。
电力网络运营商 - 2020 年之前德国的数量
电力网络运营商——到 2020 年德国的数量——图片：Xpert.Digital
2020年，德国共有874家电力网络运营商。与2010年相比，提及的运营商数量增加了11家。电力系统运营商可分为输电系统运营商和配电系统运营商。输电网络通过变电站连接到配电网运营商的网络。
输配电
德国有四家传输系统运营商：Amprion、50Hertz、Transnet BW 和 TenneT。他们负责国家电网的基础设施。 Aprion 是 2019 年收入最高的传输系统运营商。目前有 874 家配电网络运营商负责低压和中压范围的电力网络，在某些情况下还负责高压和超高压范围的电力网络。例如，他们为私人家庭提供电力。
德国的发电和消费
在德国，过去30年发电量大幅增加，但略有波动。大部分电力来自化石燃料褐煤和可再生能源。工业是最大的电力消耗者。它几乎消耗了总电量的一半。 “商业、零售、服务”和“家庭”消费群体各自消耗了德国约四分之一的电力。
2010年至2020年德国电网运营商数量
- 2006 – 876 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2007 – 877 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2008 – 855 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2009 – 862 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2010 – 866 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2011 – 869 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2012 – 883 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2013 – 883 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2014 – 884 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2015 – 880 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2016 – 875 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2017 – 878 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2018 – 890 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2019 – 883 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
- 2020 – 874 / 4 配电系统运营商/输电系统运营商
德国的传输系统运营商
输电系统运营商是运营跨区域电网基础设施以进行电能传输的服务公司，确保基于需求的维护和规模确定，并授予电力贸易商/供应商无歧视地访问这些网络的权利。此外，它们的任务是在必要时获取控制电源并将其提供给系统，以尽可能降低因同时产生和消耗的电能之间不匹配而导致的网络波动。输电或运输网络通过变电站连接到配电网络运营商 (DSO) 的更密集的网格和低压网络，这通常确保最终客户的供电，通常是在低压网络中。能源密集型工业企业等个体大客户也可以直接接入传输网络。
输电网络具有自然垄断性质，其运营商通常受到政府监管。
在德国，“受监管的网络接入”模式于 2005 年随《能源工业法》(EnWG) 第二次修正案生效。它授权联邦网络局监管传输系统运营商。
德国有四家传输系统运营商：
- 坦尼特 TSO
- 50赫兹传输
- 安普里翁
- 跨网BW
弗伦斯堡市政公用网络区域是德国的一个特例，因为它直接连接到丹麦电力网络，所以从技术上讲，它属于丹麦输电系统运营商 energinet.dk 的控制区域，而不属于 的控制区域。负责德国西北部的传输系统运营商 TenneT TSO。
配电网络运营商
自能源供应自由化以来，能源供应公司一般不再是网络运营商。只有小型市政公用事业公司才可以在不与公司合法分离的情况下运营网络。然而，电力销售和网络运营也必须在组织上进行分拆。网络是自然垄断。这就是为什么每个网络区域只有一个燃气或电力网络运营商，客户不能自由选择。尽管供应商和网络运营商是分离的，但两者可以属于同一家能源公司。
- 配电网络运营商是运营电力或天然气网络以向最终消费者（私人家庭和小消费者）配电的公司。
- 配电网运营商负责维护低压、中压和高压区域的电网，为区域供电。
- 配电系统运营商位于输电系统运营商的下游，负责在高压网络中长距离传输电力。
- 配电系统运营商负责一定区域内网络的安全可靠运行，并负责将其与其他电力网络连接起来
- 配电网络运营商通常属于当地或市政能源供应公司，例如： B. 市政公用事业公司，但有时也是经常在私有化过程中收购此类网络的大型能源公司之一。
- 配电网络运营商负责记录最终消费者的仪表读数，然后将其转发给客户的合同伙伴以开具发票。
- 配电系统运营商从传输系统运营商获取电力或从传输系统运营商获取天然气。
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电动汽车的创新红利
自2020年中期以来，电动汽车在德国的普及取得了显着的飞跃。其中的决定性因素是 2020 年 7 月 8 日推出的创新奖金，联邦政府将用于购买电动汽车的资金增加了一倍。
联邦部长彼得·阿尔特迈尔（Peter Altmaier）：“自从引入创新奖金以来，我们看到电动汽车的显着增长。申请数量仍保持在创纪录水平。 2021年上半年的保费索赔额比去年全年还要多。总计12.5亿欧元。今年电动汽车的资金将创纪录。这就是为什么我们联盟决定继续提供资金直至 2025 年底，以便电动汽车市场的增长继续获得动力。”
德国联邦经济与出口管制办公室（BAFA）主席托斯顿·萨法里克（Torsten Safarik）表示：“随着创新红利的推出，对环境红利的需求显着增加。 2021 年上半年申请了 273,000 辆汽车，已经超过了去年全年。这是德国气候友好型交通的强烈信号。”
随着创新奖金的推出，环保奖金的申请数量大幅增加。 2020年下半年每个月都有新的申请记录。 2020年12月，申请数量达到53,566份申请的临时峰值。 2021 年 3 月，申请数量再次略低于 52,000 份。
2021年1月至6月底，共申请资助车辆273,614辆。这是气候保护的强烈信号，也表明人们对电动汽车的兴趣持续增长。自 2016 年开始资助以来，截至 2021 年 7 月 1 日，共申请了 693,601 辆车辆。
根据2020年11月17日在联邦总理府举行的汽车峰会（KAM）的决议，创新奖金是联邦环境奖金份额的两倍，将延长至2021年以后至2025年12月31日。联邦经济事务和能源部将很快进行这一延期。
随着政府在环境奖金中所占份额翻倍，对于净标价低于4万欧元的电动汽车，可申请高达9,000欧元的资助；混合动力汽车的价格为 6,750 欧元。对于净标价超过40,000欧元的电动汽车，纯电动汽车最高可获得7,500欧元的补贴，混合动力汽车最高可获得5,625欧元的补贴。
增加对电动汽车的资助
“更改后的‘创新奖金’资助指南将于今天下午 3 点在联邦公报上公布，并将于明天生效。这使得国家推广电动汽车的份额增加了一倍。未来，纯电动汽车将获得高达9000欧元的资助；插电式混合动力车可获得高达 6,750 欧元的资助，”联邦经济事务和能源部在 2020 年 7 月 7 日的新闻稿中表示。
购买电动汽车的环境奖金金额 – 图片：Xpert.Digital
联邦经济部长彼得·阿尔特迈尔（Peter Altmaier）：“我们将购买电动汽车时的政府份额增加一倍，从而为消费者购买电动汽车提供明确的激励。我们希望促进向电动汽车的转变，并为德国的电动汽车带来新的推动力。”
BAFA 主席托斯顿·萨法里克 (Torsten Safarik)：“高达 9,000 欧元的新融资利率使改用电动汽车对公民更具吸引力。通过精益、一阶段的流程，我们 BAFA 正在以一种对公民友好的方式高效地实施新的创新红利。”
从2020年7月8日起，现有系统中所谓环境奖金的联邦份额将在有限期限内翻倍，直至2021年12月31日。制造商的份额不受影响。以下购买或租赁的车辆可以受益于“创新红利”——甚至可以追溯：
- 2020年6月3日之后、2021年12月31日（含）期间首次登记的新车，以及2019年11月4日之后首次登记、2020年6月3日之后第二次登记的年轻二手车，截止日期为 2021 年 12 月 31 日。
“创新奖金”以联盟委员会2020年6月3日的结果为依据。除了联邦份额暂时增加一倍之外，修订后的资助指南还规定禁止与其他公共基金的资金累积。这样做的目的是为了防止资金过剩。欧盟委员会审查了国家援助法下的“创新红利”。
匹配：
“削峰填谷”模型——更好地利用和控制低压网络
网络运营商应该能够平滑网络中的负载峰值，从而更好地利用网络
这可以通过新的“峰值平滑”工具来完成。这样做的目的是使网络运营商能够快速控制可用于灵活消耗的功率，并使其适应网络中的负载情况。例如，可以在配电网络达到其极限的情况下处理更多的电动汽车同步充电过程。这可以通过灵活的连接和网络使用来实现。
应明确限制网络运营商的灵活性管理
“峰值平滑”只能在非常有限的范围内实现，因此福利消费只需要尽可能少地调整。电网侧灵活性管理应该在很大程度上不被注意，也不会对电网用户产生任何明显的影响。电网侧控制信号优先于用电设备的其他灵活性使用。此外，网络用户可以自由地以其他方式推销灵活性——例如可变电价或通过聚合器与其他低压消费者一起提供系统服务。 “高峰平滑”干预措施应透明地记录下来，从而尽可能为第三方提供可预测性（见下文 6）。在设置网络运营商干预的限制时，还必须考虑到不同系统的不同程度的灵活性。
灵活性管理旨在将低压网络的扩展限制在有效水平
网络运营商必须继续合理规划网络并根据需要进行扩展。然而，应该比以前更多地考虑到，在罕见的峰值负载时期扩展网络可能没有意义。各种研究表明，
“峰值平滑”可以显着节省网络扩展。其前提是网络运营商在规划网络时能够可靠地考虑“削峰”。
“封顶”模型
用电“削峰填谷”的方法与发电中长期有效的程序类似：由于
可再生能源的所谓“削峰填谷”，网络不再需要扩展以适应最后的用电需求。可再生千瓦时。
来源：将灵活性智能地集成到配电网络中，推进电动汽车和部门耦合：“峰值平滑”工具
关于进一步制定低压电网灵活消费者法律框架的讨论要点 - 联邦经济事务和能源部
为灵活的消费者提供灵活的网络连接
柔性负载应具有灵活的连接用途
目前，接入低压电网时，与接入方约定的标准包月用电容量为30千瓦（kW），理论上必须随时可用。然而，这并不意味着在使用该连接时会实现相应的功耗，尤其不是永久地实现。
为了更有效地利用现有网络，并将额外的网络扩展限制在有效水平，根据网络用户的不同需求灵活区分未来使用的网络容量是有意义的。为了“削峰填谷”，原则上可以保留30kW的并网容量，但其用途可分为两部分：
- 对于不灵活的功耗，必须继续确保始终可用的。这部分不受面向网络的管理，可能仅用于不灵活的需求。因此它应该足够高，以便完全覆盖经典的家庭应用。
高度还有待争论。 - 打造“灵活连接使用”，实现灵活用电网络运营商可以按照上述“削峰”原则暂时限制提现能力。例如，这部分可以包含超出不灵活部分的能力。由于最大输出仅在今天的个别情况下可用，而不是同时在所有地方可用，因此这部分多余的部分适用于不需要持续可用性且可以在必要时对瓶颈做出灵活反应的消费设施。
灵活的连接使用应该成为灵活消费的常态
灵活的连接使用覆盖的灵活消费越多，现有网络可连接的设施越多，网络侧控制动作的分布范围也越广。
“软连接用途”的尺寸可由用户单独设计
原则上，允许灵活使用的网络连接转换为可以随时不受限制地使用的不灵活连接并没有什么错。
先决条件是可行性以及对所产生的额外成本的适当贡献。
来源：将灵活性智能地集成到配电网络中，推进电动汽车和部门耦合：“峰值平滑”工具
关于进一步制定低压电网灵活消费者法律框架的讨论要点 - 联邦经济事务和能源部
灵活性也应该在经济上是值得的
如果能够灵活反应的消费者以面向网络的方式利用他们的灵活性，他们应该得到奖励。根据 EnWG 第 14a 条规定，同意受网络运营商控制的消费者已经获得了网络费用的减免。该机制应得到扩展和进一步发展，并在未来作为所有具有灵活低压消耗设备的网络连接的规则。这使得网络用户有机会选择最适合自己的网络使用产品。
设计应满足以下要求：
- 根据网络使用类型的不同，将推出不同的价格。参与“高峰平滑”的灵活消费者支付的网络费用显着降低。任何提供灵活性的人都可以分享网络节省的成本。但如果你想随时使用全部电量进行灵活消费，则需要为此支付更高的费用。
- 有不同的变体可供实施：迄今为止，大多数低压客户的网络费用由基本价格和工作价格组成。这两个组件可以根据网络使用的类型从根本上进行区分。还可以想象通过商定的连接容量的费用部分来补充现有系统。这可以指连接使用情况的（后续）性能测量或（先前的）服务订单。一次性付款也是可能的。
来源：将灵活性智能地集成到配电网络中，推进电动汽车和部门耦合：“峰值平滑”工具
关于进一步制定低压电网灵活消费者法律框架的讨论要点 - 联邦经济事务和能源部
转换为智能电网：智能计量和未来智能能源网络的路线图
能源转型跨部门数字化标准化战略发布
能源网络的数字化是可再生能源和电动汽车网络整合的核心前提。为此，德国能源部和英国标准协会于2019年1月29日联合发布了能源转型跨部门数字化标准化战略。该路线图包含将能源网络转变为所谓的“智能电网”的工作计划。其目标是将未来智能能源网络中的所有供电参与者联网。
该路线图的基础是能源转型数字化法（GDEW）。 GDEW 重新定义了德国的智能计量，并为面向未来的能源网络发出了重要信号。它基于四个基石：标准化、数据保护和数据安全、投资安全和接受度。
GDEW 的核心要素是智能电表网关的引入。现在提出的路线图描述了将智能电表网关进一步发展为能源转型的综合数字通信平台。这为能源供应的参与者——从网络运营商到电力供应商再到消费者——提供了他们所需的有关生产和消费的信息。同时，智能电表网关保证最高水平的数据保护和数据安全。因为能源转型需要的不仅仅是“智能电表”。
智能电表网关的最低技术标准必须不断制定。它们必须跟上能源转型的要求，确保为消费者提供附加值，跨部门运作并本着部门耦合的精神（特别是供暖、智能家居），包括电动汽车，并为未来的威胁场景（例如黑客攻击）做好准备。相关标准的进一步制定也是路线图的一部分。
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