Vier Jahre Elektromobilität bei EKZ - Erkenntnisse und Ausblick

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Klemens Graf
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1 Vier Jahre Elektromobilität bei EKZ - Erkenntnisse und Ausblick Forum Elektromobilität, Luzern, 2014 Dr. Andreas Fuchs, Elektrizitätswerke des Kantons Zürichs (EKZ)

2 E-Mobility Markteinschätzungen Den Leuten gefällt das elektrische Fahren Leute die elektrisch fahren gehen in der Regel nicht zu fossilen Treibstoffen zurück e-nutzfahrzeuge, Busse, Bagger, etc. kommen auf den Markt: Angebots- Ausweitung nicht nur bei den E-Autos Informationsbedarf gross Der Markt wüchse wohl schneller wenn das Publikum besser informiert wäre 2

3 Versorgung mit elektrischer Energie Volkswirtschaftlich interessant: lokale / europäische Wertschöpfung dank Strombeschaffung für e-mobility Lokale, bekannte Energie-Lieferanten Falls alle Fahrten <100 km elektrisch: Sparen von signifikanten Mengen an Treibstoffen bei gleichzeitig geringem Strom-Mehrbedarf Bedeutende Mengen von CO2 einsparbar 3

4 Laden Umsätze bei öffentlichen, normal schnellen Ladern aktuell relativ gering: Momentan kein Geschäft? Je ein Geschäft? 2013/14: P&C kompatible Säulen nur bei Wunsch eines lokalen Partners gebaut Wenn öffentlich, dann Schnelllader (Evite) 4

5 Ladetechnik Einfache Steckdosen ohne Kommunikation geben am wenigsten Probleme Mode 3 in der heutigen Ausführung (PWM) hat ein schlechtes Preis-Leistungs-Verhältnis Falls überhaupt Kommunikation auf dem Ladekabel, dann ein Protokoll welches der Problemstellung angemessen ist, bsp. CAN Elektronik führt zu Standby-Verbrauch. Hochrechnung für D: Beispiel: 1.5 PP/Auto * 40 Mio. Auto * 4 Watt/PP = 240 MW E-Autos sind «connected» und können Strom messen und Strom schalten: Smart Grid für e-auto existiert im Prinzip 5

6 Mobile Schnellladung 6

7 Installation Professionelle Elektroinstallateure können Ladetechnik nach kürzester Einführung problemlos montieren Auswertung durch EKZ auf der Basis der vergangenen Förderaktion für Ladeinfrastruktur: Lokale Elektroinstallateure kommen sehr oft zum Einsatz Kosten im Mittel 1500 CHF pro Ladepunkt (ohne Ladestation) 7

8 Gesteuertes Laden Das e-auto kann «connected» werden - via Haus - via Cloud Der Lean Smart Charge Pilot von IBM und EKZ hat gezeigt: - Benutzerfreundliches, vollautomatisches Laden unter Benutzung eines virtuellen Kraftwerk - Uebersteuerung im Ausnahmefall dank App einfach möglich Video: Lokales Lastmanagement an Orten mit vielen Parkplätzen 8

9 Lean Smart Charge via Car-Connectivity ein Standard Use Case emi3group.com : «Lean Smart Charge» Methode wie von IBM und EKZ vorgeschlagen als Use Case zu studieren (Stand Herbst 2013, evs27. Folie: S. Weeren, IBM) 9

10 Zugangssysteme Schweiz Zugang zu Ladeinfrastruktur ist wichtig Physischer Schlüssel: Park & Charge Schlüssel. Einfach, kosteneffizient. Flatrate Elektronischer Schlüssel: Move RFID-Karte. Einzelbezug-Abrechnung in Planung Schnelllader auf Raststätten brauchen oft kein Zugangssystem. Lokal Bezahlsystem vorhanden Es ist fraglich ob es Roaming-Systeme braucht Digitale Schlüssel auf Smartphones funktionieren auch im Funkloch (Kommunikation mit der Steckdose via NFC, BLE oder WLan) 10

11 11

12 Abrechnungssysteme Schweiz Zuhause und am Arbeitsplatz hat es Zähler Oeffentliche Ladeinfrastruktur hat hohe Fixkosten Wenige kwh pro öffentlichen Strombezug. Kosten der Messung und Abrechnung pro Einzelstrombezug vergleichsweise hoch Preissysteme mit ausschliesslichem oder hohem Flatrate- Anteil sinnvoll da hohe Fixkosten 12

13 13

14 Firmenflotten In der Firma: e-autos, PKW oder Transporter, benötigen eine nur kurze Einlern-Phase der Benutzer Pooling von ICE- und e-autos unter einem elektronischen Zugangssystem ist ökonomisch effizient Da kurze Fahrten am häufigsten sind, sofort >50% aller Fahrten elektrisch Der eigene DC-Schnelllader wurde für Flottenfahrzeuge selten benutzt da Laden 1-phasig mit bis zu 16A zum Nachladen über Mittag auch schon viel bringt 14

15 15

16 Strom als Energieträger Strom wird der wichtigste Energieträger für Mobilität - Das Stromnetz ist fast überall - Pro Schnelllader ist die Investition meist viel tiefer als pro Gas-/H2-Tankstelle Beweisen «Supercharger» dass es mobile Brennstoffzellen nicht braucht? 16

17 Wirkungen der E-Mobilität Beitrag zur CO2-Reduktion (ohne Reboud Effekt) Preiswerte Speicher werden verfügbar, beeinflussen die Energiebranche da dezentral erzeugte Energie vor Ort gespeichert werden kann 17

18 ICT ist zentral Ein Zugangssystem auf der Basis der Kunden-Smartphones ist am elegantesten Wenn, dann erlaubte wahrscheinlich ein auf Mobilfunk basiertes System Abrechnung von einzelnen Strombezügen zu tragbaren Kosten «Lean Smart Charge» dank «carconnectivity» einfach möglich (Ideales Lastprofil) 18

19 Laden Ladeinfrastruktur pro Parkplatz muss simpel und preiswert sein damit viele Parkplätze mit Stromnetzanschluss ausgerüstet werden können Der «Druck» zu lokaler öffentlicher Ladeinfrastruktur wird wegen der zunehmenden Reichweite abnehmen Vermutung: Oeffentliches Laden mehrheitlich Schnellladen Jede Gemeinde ab einer bestimmten Grösse kann sich mindestens einen öffentlichen DC-Schnelllader leisten 19

20 Netzintegration Das e-auto ist unter den für die Stromindustrie interessantesten Lasten - 23h verfügbar - Pro Tag benötigen BEV nur rund 1/3 der gesamten Speicherkapazität für lokales Fahren: ca. 1/3 der Kapazität ist als Speicher benutzbar - Ladezustand abrufbar d.h. Lade-Fahrplan möglich - Wenige thermische Rahmenbedingungen Schnittstellen zu Auto-Telematikservern werden für location based services verfügbar werden, bsp. für «Lean Smart Charge» 20

21 Quelle: amzracing.ch 21

22 Drei Punkte Do it (das elektrische Fahren) KISS (Ladeinfrastruktur) Internet und Smartphone als Plattform für preiswerte Zugangs- (und Abrechnungs-) Lösungen 22

23 Bei Fragen rund im Elektromobilität stehen Ihnen die EKZ gerne zur Verfügung Kontakt Urs Wiederkehr Leiter Projekte & Innovation Tel +41 (0)

24 Weitere Erkenntnisse 24

25 E-Mobility Markteinschätzungen Die Leute lieben das elektrische Fahren. Bedenken nur bei Preis und Reichweite: Preise sinken, Reichweiten steigen Tesla S sowie die Supercharger setzen neue Massstäbe bezüglich Reichweite, aber auch bsp. bezüglich Kosten für Vielfahrer Range Extender Fahrzeuge funktional gesehen massenmarkttauglich da keine «Reichweitenangst» «Reichweitenproblem» oft keines: Viele Autos und Transporter könnten elektrisch fahren da die Strecken kurz sind Ueberraschende Entwicklung: e-kleinfahrzeuge wie Twizzy Das Wachstumspotential scheint da 25

26 Laden Laden Tanken. e-fahrzeuge «tanken» im Stehen, zuhause oder am Arbeitsplatz. e-fahrzeuge stehen typisch 23h pro Tag genug Zeit für die Energieversorgung Steht das e-auto kann man meist langsam laden (ca. 8A). Beschleunigt kann man 1- oder 3-phasig bis bsp. 16A laden Unterwegs DC-Schnellladen Für sehr lange Fahrten kann man a) ein Diesel-/Benzinauto nehmen oder b1) ein e-fahrzeug mit Range Extender b2) ein reines e-fahrzeug, falls es Schnelllader gibt 26

27 Ladetechnik e-autos sind «connected» sogenannt «intelligente» Ladeinfrastruktur ist nicht dringend notwendig DC-Schnellladen funktioniert gut und problemlos Jedes e-auto kann potentiell ein eingebautes Ladegerät mit Spannungs-/Frequenz-Regelung haben. Netzstützung denkbar 27

28 Gesteuertes Laden Hat es in einer Liegenschaft ein lokales Energie-Management- System für «Smart Energy» kann dieses gleich auch die Ladestation steuern Dank Car-Connectivity kann das e-auto selber Fahrpläne für gesteuertes Laden abarbeiten auf Parkplätzen die nicht in oder nahe von Immobilien sind und eher schwer an ein Home Energy Management anschliessbar sind Laden von E-Autos zu Zeiten der Ueberproduktion erneuerbarer Energien ein bedeutender Beitrag zur «Problem-Lösung» 28

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