What CO2 reduction potentials and distribution-grid impacts arise from coordinated energy and electric-mobility strategies in large-scale Local Energy Communities?
- Titel
- What CO2 reduction potentials and distribution-grid impacts arise from coordinated energy and electric-mobility strategies in large-scale Local Energy Communities?
- Autor/in
- Datierung
- 29.05.2026
- Beschreibung
- Diese Arbeit untersucht das Dekarbonisierungspotenzial und die Netzfolgen grossflächiger Local Energy
Communities mit Elektromobilität in Bodio, Schweiz. Dafür wurde ein szenariobasierter Simulationsrahmen
entwickelt, der 15-Minuten-Lastprofile, PV- und Wasserkraftproduktion, stochastische EV-Mobilität, Dispatch-
Optimierung, V2G, OpenDSS-Netzsimulationen und lebenszyklusorientierte Emissionsbilanzierung kombiniert.
Verglichen wurden sieben Szenarien von einer unkoordinierten Baseline bis zu LEC-Konfigurationen mit BESS,
EV-Laden, V2G und kombiniertem V2G-BESS-Betrieb.
LEC-interner Stromhandel erhöht Eigenverbrauch und Autarkie deutlich: von 4.5% auf 49.7% bzw. von 6.1% auf
67.9%. Ein gemeinschaftlicher BESS steigert die Autarkie auf 87.9%, während unflexibles EV-Laden die höchste
Netzbelastung verursacht. V2G reduziert die jährlichen Netzimporte von 471.6 MWh auf 178.7 MWh und erreicht
mit BESS 91.0% Autarkie. Netzseitig entlasten V2G und Speicher Leitungen, Transformatoren,
Spannungsunsymmetrie und Einspeisepunkt.
Die grösste Emissionsreduktion entsteht durch den Ersatz von ICEV- durch EV-Mobilität; EV-Szenarien senken
die Lebenszyklusemissionen um etwa 55%. Unter dem emissionsarmen Schweizer Strommix kompensiert ein
gemeinschaftlicher BESS seine Herstellungsemissionen jedoch nicht vollständig. Insgesamt zeigen die
Ergebnisse, dass koordinierte LEC-EV-Systeme erneuerbare Energien besser nutzen und Emissionen reduzieren
können, sofern Speicher, Ladesteuerung und Netzrestriktionen gemeinsam bewertet werden.
This thesis assesses the decarbonization potential and low-voltage grid impacts of large-scale Local Energy
Communities with electric mobility in Bodio, Switzerland. A scenario-based simulation framework was
developed combining 15-minute demand profiles, PV and hydropower generation, stochastic EV mobility,
dispatch optimization, V2G scheduling, OpenDSS grid simulations, and lifecycle-oriented emissions accounting.
Seven scenarios were compared, from an uncoordinated baseline to LEC configurations with BESS, EV charging,
V2G, and combined V2G-BESS operation.
Internal LEC electricity trading strongly increases self-consumption and autarky: from 4.5% to 49.7% and from
6.1% to 67.9%, respectively. A communal BESS raises autarky to 87.9%, while inflexible EV charging causes the
highest grid stress. V2G reduces annual grid imports from 471.6 MWh to 178.7 MWh, effectively substituting a
communal storage, and reaches 91.0% autarky with BESS. Grid simulations show that V2G and storage reduce
stress on lines, transformers, voltage unbalance, and feeder-head exchanges.
The main emissions reduction comes from replacing ICEV with EV mobility; EV scenarios reduce lifecycle
emissions by about 55% within the system boundaries. Under the assumed low-carbon Swiss electricity mix,
however, a communal BESS does not fully offset its capital emissions through operational savings. Overall,
coordinated LEC-EV systems can improve local renewable-energy use and reduce emissions, provided that
storage investment, charging control, and grid constraints are evaluated jointly.
- Diese Arbeit untersucht das Dekarbonisierungspotenzial und die Netzfolgen grossflächiger Local Energy
- Urheberrechtshinweis
- Taglialatela Luca, Hochschule Luzern -Departement Technik & Architektur
HSLU
- Departement
- Studiengang
- Art der Arbeit
- Betreuer/Betreuerin
Werk
- Titel
- What CO2 reduction potentials and distribution-grid impacts arise from coordinated energy and electric-mobility strategies in large-scale Local Energy Communities?
- Beschreibung
- Diese Arbeit untersucht das Dekarbonisierungspotenzial und die Netzfolgen grossflächiger Local Energy
Communities mit Elektromobilität in Bodio, Schweiz. Dafür wurde ein szenariobasierter Simulationsrahmen
entwickelt, der 15-Minuten-Lastprofile, PV- und Wasserkraftproduktion, stochastische EV-Mobilität, Dispatch-
Optimierung, V2G, OpenDSS-Netzsimulationen und lebenszyklusorientierte Emissionsbilanzierung kombiniert.
Verglichen wurden sieben Szenarien von einer unkoordinierten Baseline bis zu LEC-Konfigurationen mit BESS,
EV-Laden, V2G und kombiniertem V2G-BESS-Betrieb.
LEC-interner Stromhandel erhöht Eigenverbrauch und Autarkie deutlich: von 4.5% auf 49.7% bzw. von 6.1% auf
67.9%. Ein gemeinschaftlicher BESS steigert die Autarkie auf 87.9%, während unflexibles EV-Laden die höchste
Netzbelastung verursacht. V2G reduziert die jährlichen Netzimporte von 471.6 MWh auf 178.7 MWh und erreicht
mit BESS 91.0% Autarkie. Netzseitig entlasten V2G und Speicher Leitungen, Transformatoren,
Spannungsunsymmetrie und Einspeisepunkt.
Die grösste Emissionsreduktion entsteht durch den Ersatz von ICEV- durch EV-Mobilität; EV-Szenarien senken
die Lebenszyklusemissionen um etwa 55%. Unter dem emissionsarmen Schweizer Strommix kompensiert ein
gemeinschaftlicher BESS seine Herstellungsemissionen jedoch nicht vollständig. Insgesamt zeigen die
Ergebnisse, dass koordinierte LEC-EV-Systeme erneuerbare Energien besser nutzen und Emissionen reduzieren
können, sofern Speicher, Ladesteuerung und Netzrestriktionen gemeinsam bewertet werden.
This thesis assesses the decarbonization potential and low-voltage grid impacts of large-scale Local Energy
Communities with electric mobility in Bodio, Switzerland. A scenario-based simulation framework was
developed combining 15-minute demand profiles, PV and hydropower generation, stochastic EV mobility,
dispatch optimization, V2G scheduling, OpenDSS grid simulations, and lifecycle-oriented emissions accounting.
Seven scenarios were compared, from an uncoordinated baseline to LEC configurations with BESS, EV charging,
V2G, and combined V2G-BESS operation.
Internal LEC electricity trading strongly increases self-consumption and autarky: from 4.5% to 49.7% and from
6.1% to 67.9%, respectively. A communal BESS raises autarky to 87.9%, while inflexible EV charging causes the
highest grid stress. V2G reduces annual grid imports from 471.6 MWh to 178.7 MWh, effectively substituting a
communal storage, and reaches 91.0% autarky with BESS. Grid simulations show that V2G and storage reduce
stress on lines, transformers, voltage unbalance, and feeder-head exchanges.
The main emissions reduction comes from replacing ICEV with EV mobility; EV scenarios reduce lifecycle
emissions by about 55% within the system boundaries. Under the assumed low-carbon Swiss electricity mix,
however, a communal BESS does not fully offset its capital emissions through operational savings. Overall,
coordinated LEC-EV systems can improve local renewable-energy use and reduce emissions, provided that
storage investment, charging control, and grid constraints are evaluated jointly.
- Diese Arbeit untersucht das Dekarbonisierungspotenzial und die Netzfolgen grossflächiger Local Energy
- Autor/in
- Externe Praxispartner
- Comune di Giornico, Ticino (Switzerland)
Piazza del Municipio l, 6743 Bodio T
- Comune di Giornico, Ticino (Switzerland)
- Datierung
- 29.05.2026
- Format
- 392 Seiten
- Ort
- Sprache
Rechte
- Urheberrecht
- Taglialatela Luca, Hochschule Luzern -Departement Technik & Architektur
- Hinweis zu Rechtsgrundlagen
- Lizenzierung
- Klassifikation