Energiewirtschaftlich optimierende Batterieeinsatzplanung in geschlossenen Transportsystemen mit Batteriewechseln

Der Containertransport in maritimen Containerterminals erfordert einen erheblichen Energie-bedarf, der durch eine Umstellung auf batteriebetriebene Transportfahrzeuge verringert werden kann. Gerade für küstennahe Standorte wie einen Containerhafenbetrieb können sich im Zusammenhang mit dem Laden austauschbarer Batteriespeichersysteme für Transportfahrzeuge neue Möglichkeiten ergeben, die naturgemäß unsicheren Stromerträge von Windkraft- und Photovoltaikanlagen stärker als anderenorts zu nutzen und von einem vergünstigten Strombezug zu profitieren. Eine Energiekostensenkung setzt allerdings eine Planung und Steuerung der Bereitstellung elektrischer Energie an die Fahrzeuge voraus. Zum einen kann der Energiebedarf der Transportfahrzeuge je nach dem Grad der Auslastung des Containerterminals stark variieren. Zum anderen lassen sich die Ladeprozesse der Batteriespeichersysteme durch die Anwendung eines Batteriewechselkonzepts von den Transportprozessen der Fahrzeuge entkoppeln.
Die Untersuchung stellt einen heuristischen Lösungsansatz vor, der auf die am Vortag des Strombedarfs handelbaren Produkte des Stromgroßhandels als auch die Tagesausschreibungen für Minutenreserve ausgerichtet ist. Er umfasst insgesamt vier Problemlösungsmodule: Diese werden zur Generierung einer Startlösung und der anschließenden lokale Suche nach einer attraktiven Schlusslösung verwendet. Hervorzuheben ist dabei die Möglichkeit zur Einsatzoptimierung, indem einzelne Stücke von Minutenreserveangeboten gegenüber den möglichen Ver-günstigungen im Strombezug abgewogen werden. Es wird rückversichert, dass nicht etwa ein Angebotsstück eine Festlegung von Ladeleistung in einer ungünstigen Zeitscheibe bindet, ohne den Preisnachteil beim Strombezug durch Mehrung der Minutenreserveerlöse zu übertreffen.
Der Lösungsansatz wurde in einer Anwendungsumgebung des Container-Terminals Altenwerder in Hamburg vollständig umgesetzt und mehrmonatig im geschlossenen Transportsystem zwischen Containerbrücken und Blocklagern getestet.