Wirtschaftlichkeit von Elektromobilität in gewerblichen Anwendungen Anleitung und Hintergrundinformationen zum Online-TCO-Rechner

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1 Wirtschaftlichkeit von Elektromobilität in gewerblichen Anwendungen Anleitung und Hintergrundinformationen zum Online-TCO-Rechner Ergebnispapier der Begleit- und Wirkungsforschung 29

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3 Wirtschaftlichkeit von Elektromobilität in gewerblichen Anwendungen Anleitung und Hintergrundinformationen zum Online-TCO-Rechner August 2016

4 Verzeichnisse I

5 Inhaltsverzeichnis Verzeichnisse Inhaltsverzeichnis Abbildungsverzeichnis Tabellenverzeichnis I II IV IV 1 Einleitung 1 2 Hintergrundinformationen zur Erstellung des Online-Kostenrechners 3 3 Vorstellung des Onlinerechners Berechnung starten Fahrzeug konfigurieren Fahrzeuge vergleichen Weitere Funktionen 11 4 Methodik und Parameterdiskussion Gesamtkostenbetrachtung der TCO-Modellansatz Ökonomische Eingangsparameter Abzinsung und Realkosten Steuerliche Abschreibung Parameter der Gesamtkostenbetrachtung Parameter zur Festlegung von Szenarien Entwicklung Benzin- und Dieselpreis Entwicklung Strompreis Preisentwicklung Batterie Eigenschaften konventioneller und batterieelektrischer Fahrzeugvarianten Eigenschaften konventioneller Referenzfahrzeuge Eigenschaften der batterieelektrischen und Plug-In-Hybridfahrzeuge Restwertentwicklung Fixkosten und variable Kosten Kfz-Steuer Versicherung Kosten für Haupt-/Abgasuntersuchung Kosten für Fahrzeugwartung, -pflege, -reparatur Energiekosten Weitere Betriebskosten Ladeinfrastruktur Förderung von Elektrofahrzeugen CO 2 -Emissionen 27 II Verzeichnisse

6 5 Fallbeispiele Szenario: Pflegedienste Kleinwagen-Benziner und BEV im Vergleich Szenario: KEP-Einsatz Leichtes Nfz (Diesel) und BEV im Vergleich 32 Anhang Literaturverzeichnis Ergebnispapiere der BuW Impressum A B D H III Verzeichnisse

7 Abbildungsverzeichnis A01 Screenshot des Onlinerechners, Beginn der Berechnungen 6 A02 Screenshot des Onlinerechners, Eigene Berechnung starten 7 A03 Screenshot des Onlinerechners, Ergebnisdarstellung 8 A04 Screenshot des Onlinerechners, Detailmenü für das ausgewählte Fahrzeug 9 A05 Screenshot des Onlinerechners, Kostenverläufe, Vergleich zweier Fahrzeuge 10 A06 Screenshot des Onlinerechners, Kostenbestandteile, Vergleich zweier Fahrzeuge 11 A07 Screenshot des Onlinerechners, Link zur Visualisierung und zum Drucken der aktuellen Darstellung 11 A08 Entwicklung des Batteriepreises für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge 17 A09 Vergleich der Gesamtkosten in Abhängigkeit der Jahresfahrleistung für ein kleines Elektro- bzw. Benzinerfahrzeug 30 A10 Gesamtkostenvergleich in Abhängigkeit der Haltedauer. 31 A11 Gesamtkostenvergleich bei 4 Jahren Haltedauer ohne Einbeziehung der Kaufprämie. 32 A12 Vergleich der Gesamtkosten eines leichten elektrischen und Diesel Nfz (4 Jahre Haltedauer) 33 A13 Vergleich der Gesamtkosten eines leichten elektrischen und Diesel Nfz (8 Jahre Haltedauer) 33 A14 Vergleich der Gesamtkosten eines leichten elektrischen und Diesel Nfz (Option sehr schwerer Verkehr ) 34 A15 Darstellung der Kostenbestandteile als Balkendiagramm 35 A16 Ergebnisdarstellung in Tabellenform zur Analyse der einzelnen Beiträge der einzelnen Posten zu den Gesamtkosten über die gesamte Haltedauer. 36 Tabellenverzeichnis T01 Relative Preiserhöhungen bzw. -minderung zur Bildung eines optimistischen bzw. pessimistischen Szenarios in Referenz zum mittleren Szenario 15 T02 Verwendete Energiepreise für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge bis 2030 für die verschiedenen Szenarien 16 T03 Zuordnung der relevanten KBA-Segmente zu den verwendeten Größenklassen für Pkw. 18 T04 Zuordnung der Größenklassen für leichte Nutzfahrzeuge (Lnf) 18 T05 Angenommene mittlere reale Kraftstoffverbräuche und Nettolistenpreise für Benzin- und Dieselfahrzeuge in den Jahren 2016 und T06 Eigenschaften batterieelektrischer Fahrzeuge der Kategorie Pkw und leichte Nutzfahrzeuge (Lnf) im Jahr T07 Nettolistenpreise Pkw und Lnf im Jahr 2016 und 2020 für die verschiedenen Antriebsarten und Größenklassen am Beispiel des mittleren Szenarios 22 T08 KFZ-Steuersätze für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge und Antriebsarten 24 T09 Mittlere Versicherungsbeiträge für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge differenziert nach Antriebsart 25 T10 Kilometerbezogene Wartungskosten für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge differenziert nach Antriebsart 26 T11 Investitionskosten der Ladeinfrastruktur 27 T12 Emissionsfaktoren CO 2 -Äquivalente (Well-to-Wheel) der verschiedenen Kraftstoffarten für die Jahre 2014, 2020, 2025 und IV Verzeichnisse

8 1 Einleitung 1

9 Der Markthochlauf von Elektromobilität gestaltet sich weiterhin weniger dynamisch als erwartet und die Realisierung des Eine-Million-Ziels der Bundesregierung stellt sich als zunehmende Herausforderung dar. Neben technischen Restriktionen, stellt insbesondere auch die veränderte Kostenstruktur von Elektrofahrzeugen eine zentrale Ursache für die Skepsis potenzieller Nutzer dar. Der Abbau von Informationsdefiziten stellt somit neben der Anpassung der Rahmenbedingungen eine zentrale Voraussetzung für den beschleunigten Markthochlauf dar. In der aktuellen Diskussion über besonders vielversprechende Anwendungsfelder von Elektromobilität wird verstärkt auf die Potenziale bei gewerblichen und öffentlichen Flotten unter anderem von der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE) hingewiesen 1. In den Schaufenstern Elektromobilität wird Elektromobilität in unterschiedlichsten Anwendungsszenarien untersucht. Neben der hohen Bedeutung für den Neuwagenmarkt sprechen besonders geeignete Fahrprofile und die Flexibilität von Poollösungen für diesen Anwendungsbereich (siehe u. a. Ergebnispapier 27 der Begleit- und Wirkungsforschung 2 ). Um über die Darstellung von einzelnen Untersuchungsergebnissen in bestimmten Anwendungsbereichen hinaus zu gehen, stellt die Begleit- und Wirkungsforschung zu den Schaufenstern Elektromobilität ein online-basiertes Werkzeug zur Verfügung, mit dem man ganz individuelle Kostenvergleiche erstellen kann, um insbesondere die unten aufgeführten Fragen zu beantworten. Diese Dokumentation stellt Informationen zur Methodik und zu den getroffenen Annahmen dar und verdeutlicht den Funktionsumfang des Onlinerechners. Um eine Vergleichbarkeit der Kosten von batterieelektrischen und verbrennungsmotorischen Fahrzeugen herzustellen, bietet sich eine sogenannte Gesamtkostenbetrachtung (englisch total-cost-of-ownership TCO) an. Mit Hilfe dieser werden möglichst alle Kosten der Nutzung über die gesamte Haltedauer des Fahrzeugs berücksichtigt (Anschaffungskosten, Treibstoff- bzw. Energiekosten, Steuern, Versicherung, Inspektionen, Kosten für Verschleiß usw.). Dies ist gerade für den Vergleich der verschiedenen Antriebssysteme sehr aufschlussreich, da ein Elektrofahrzeug zwar oft höhere Investitionskosten als sein konventionelles Pendant hat, im Betrieb aber erheblich geringere Kosten aufweisen kann. 1 Nationale Plattform Elektromobilität (NPE) (2014). Fortschrittsbericht 2014 Bilanz der Marktvorbereitung 2 Ergebnispapier 27 der BuW, 10 Thesen zur Elektromobilität in Flotten (2016), content/aktuelles/neuigkeiten/neuigkeit_19968.html Der Online-TCO-Rechner beantwortet die folgenden Fragen: Wie hoch sind die Gesamtkosten eines Elektrofahrzeuges im Vergleich zu einem Diesel- oder Benzinfahrzeug? Wie schneiden Plug-In Hybrid Fahrzeuge ab? Welche Kostenblöcke haben den größten Einfluss? Wie könnten sich die Gesamtkosten in den nächsten Jahren entwickeln? Wie beeinflusst meine Jahresfahrleistung oder meine voraussichtliche Fahrzeughaltedauer den Gesamtkostenvergleich? Wie hoch sind die Treibhausgasemissionen? 2 Einleitung

10 2 Hintergrundinformationen zur Erstellung des Online-Kostenrechners 3

11 Im Rahmen der Begleit- und Wirkungsforschung der Schaufenster Elektromobilität wurde das Öko-Institut e. V. wurde im Jahr 2015 durch den Verband der Elektrotechnik Elektronik Informationstechnik e. V. (VDE) mit der Erstellung eines Online-Kostenrechners beauftragt. Die Methodik und Berechnungsgrundlage des Online-Kostenrechners wurde durch das Öko-Institut e. V. im Zusammenspiel mit der Begleitforschung und den Projekten des vom Bundesministerium für Wirtschaft und Energie geförderten Programms IKT Für Elektromobilität II entwickelt. Die Methodik und getroffene Annahmen können dem Abschlussbericht Wirtschaftlichkeit von Elektromobilität in gewerblichen Anwendungen Betrachtung von Gesamtnutzungskosten, ökonomischen Potenzialen und möglicher CO 2 -Minderung entnommen werden (Hacker et al. 2015) 3. Die vorliegende Dokumentation dient in erster Linie dazu, die Abweichungen des Onlinerechners gegenüber Hacker et al. (2015) aufzuzeigen und um zusätzliche im Onlinerechner enthaltene Bestandteile (Plug-In-Hybridfahrzeuge) zu erweitern. Die Konzeption und Entwicklung der Web-App erfolgte durch Journalism++ 4. Die Wahl der voreingestellten Parameter erfolgte dabei unter Einbeziehung von Experten, Nutzern, verschiedenen Förderprojekten und Flottenbetreibern. Im folgenden Abschnitt 2 werden die Bedienung und der Funktionsumfang des Onlinerechners kurz vorgestellt. Im Anschluss daran werden die Details zu den Grundannahmen des Modells, der voreingestellten Parameter und deren zeitlichen Entwicklungen sowie Modelle zur Restwertberechnung in Abschnitt 4 und den entsprechenden Literaturverweisen dargelegt. Für Einsteiger empfiehlt es sich, den Umgang mit dem Tool zu üben, indem man die Anwendungsbeispiele in Kapitel 5 mit Hilfe des Tools nachvollzieht 3 von_elektromobilitaet.pdf Hintergrundinformationen zur Erstellung des Online-Kostenrechners

12 3 Vorstellung des Onlinerechners 5

13 3.1 Berechnung starten Der Onlinerechner kann über die folgende URL aufgerufen werden: content/service/tco_rechner/tco-rechner.html Über die Startseite kann der Nutzer ausführliche Informationen über den Rechner erhalten (ÜBER DEN RECHNER), das Impressum aufrufen (IMPRESSUM), die Sprache wählen (ENGLISH / DEUTSCH) sowie die Berechnungen beginnen. Dem Nutzer stehen zwei Möglichkeiten offen, mit den Berechnungen zu beginnen. Über den Button EIGENE BERECHNUNGEN STARTEN kann ein eigenes Fahrzeug konfiguriert werden. Der Link BEISPIELRECHNUNG führt direkt zu den Ergebnissen des Vergleichs zweier kleiner Pkw mit Elektro- bzw. Dieselantrieb mit jeweils 4 Jahren Haltedauer und einer jährlichen Fahrleistung von km ( Abbildung A01). A01: Screenshot des Onlinerechners, Beginn der Berechnungen 6 Vorstellung des Onlinerechners

14 A02: Screenshot des Onlinerechners, Eigene Berechnung starten (Schritte 1 bis 4) 3.2 Fahrzeug konfigurieren Nach Betätigung des Buttons EIGENE BERECHNUNGEN STARTEN wird der Nutzer durch ein kurzes Menü geführt, in dem im 1. Schritt der Antriebstyp (z. B. Benzin/ Diesel/ Plug-In-Hybrid (Benzin)/ Plug-In-Hybrid (Diesel), Elektrofahrzeug) ( Abbildung A02); im 2. Schritt die Größenklasse (entsprechend KBA (Kraftfahrtbundesamt)-Segmenten Klein/ Mittel/ Groß/ Leichtes Nutzfahrzeug-Klein oder Leichtes Nutzfahrzeug Groß, Details Tabelle T03); im 3. Schritt das Anschaffungsjahr und im 4. Schritt die durchschnittliche Jahresfahrleistung abgefragt werden. Die Eingaben müssen stets durch Betätigung des Buttons WEITER beendet werden. Der Link ZURÜCK ermöglicht es, Änderungen in den vorangegangenen Schritten vorzunehmen. Im Vordergrund des Onlinerechners steht der Wirtschaftlichkeitsvergleich unterschiedlicher Antriebssysteme. Bei den Analysen stehen die antriebsspezifischen Unterschiede unabhängig von konkreten Fahrzeugmodellen im Vordergrund. In den TCO-Analysen werden daher generische Fahrzeuge verglichen, die realen Modellen 7 Vorstellung des Onlinerechners

15 des Fahrzeugmarktes nicht direkt entsprechen, jedoch typische Fahrzeugkonfigurationen innerhalb der jeweiligen Fahrzeugkategorie bzw. Größenklasse repräsentieren. Durch die im Folgenden dargestellten vielfältigen Einstellungsmöglichkeiten im Onlinerechner lassen sich die Fahrzeugeigenschaften jedoch so anpassen, dass konkrete Fahrzeugmodelle abgebildet werden können bzw. konkrete Verkaufsangebote einbezogen werden können. Nachdem dieses Menü durchlaufen ist, gelangt der Nutzer direkt zu den Ergebnissen in der Verlaufsdarstellung (Button KOSTENVERLÄUFE) für das konfigurierte Fahrzeug ( Abbildung A03). Nun hat der Nutzer die Möglichkeit, durch Klicken auf FAHRZEUG HINZUFÜGEN ein zweites Fahrzeug (Vergleichsfahrzeug) zu konfigurieren, wobei erneut die vier oben beschriebenen Schritte durchlaufen werden. Weiterhin besteht die Möglichkeit, eine Reihe von Parametern für das bereits konfigurierte Fahrzeug im Detailmenü anzupassen. Dafür muss der Cursor auf das existierende Fahrzeug (Tabelle unten in Abbildung A03) A03: Screenshot des Onlinerechners, Ergebnisdarstellung 8 Vorstellung des Onlinerechners

16 A04: Screenshot des Onlinerechners, Detailmenü für das ausgewählte Fahrzeug bewegt werden, bis sich die Tabelle einfärbt und das Augensymbol erscheint. Ein Klick mit der linken Maustaste öffnet nun das Detailmenü für das gewählte Fahrzeug ( Abbildung A04). Nun können eine Reihe von Anpassungen vorgenommen werden, z. B. können Annahmen zu den Kosten, Parameter zur Fahrzeugnutzung, Fahrzeugeigenschaften oder den Rahmendaten angepasst werden. Dabei sollte nach jeder Anpassung im Menü nach unten gescrollt werden und die Änderung mit einem Klick auf den Button ÜBER- NEHMEN gespeichert werden. Dabei ist zu beachten, dass die Änderungen stets nur für das ausgewählte Fahrzeug gültig werden, auch wenn sie allgemeine Rahmendaten wie bspw. die Inflationsrate oder Kraftstoffpreise betrifft. 3.3 Fahrzeuge vergleichen Hat der Nutzer nun zwei Fahrzeuge den Wünschen entsprechend konfiguriert und im Detailmenü die Rahmendaten an die eigenen Bedürfnisse angepasst, können in der Ergebnisdarstellung die Kostenverläufe, die Kostenbestandteile und die Treibhausgasemissionen miteinander verglichen werden. 9 Vorstellung des Onlinerechners

17 Abbildung A05 zeigt die Verlaufsdarstellung (KOSTEN- VERLÄUFE) der Gesamtkosten eines kleinen Diesel- und eines Elektro-Pkw (4 Jahre Haltedauer) in Abhängigkeit zur Jahresfahrleistung. Das blaue Band stellt in diesem Fall die Kosten des Elektrofahrzeuges dar, das grüne Band die des Dieselfahrzeugs. Die durchgezogenen Linien schneiden sich an dem Punkt, an dem die Gesamtkosten beider Fahrzeuge identisch sind. Die Bänder repräsentieren die Unsicherheit hinsichtlich der Kosten für Kraftstoffe, Strom und der Fahrzeugbatterien. Der Nutzer hat die Möglichkeit, die angezeigte X-Achse anzupassen. Neben der durchschnittlichen Fahrleistung pro Jahr kann der Onlinerechner die Gesamtkosten über die Haltedauer und das Jahr der Anschaffung darstellen (Dropdown-Menü unten). Neben den auf der Achse dargestellten Größen entsprechen alle anderen Parameter den gewählten Einstellungen. Aufgrund der über die nächsten Jahre degressiven Umwelt-Prämie, angenommener Preisentwicklungen und der Tatsache das Fahrzeuge über fünf Jahre Abgeschrieben werden können, ergeben sich oftmals kompliziertere Kurvenverläufe bei den Gesamtkosten in Abhängigkeit des Anschaffungsjahres oder der Haltedauer. Neben den Kostenverläufen kann der Nutzer die einzelnen KOSTENBESTANDTEILE miteinander vergleichen A05: Screenshot des Onlinerechners, Kostenverläufe, Vergleich zweier Fahrzeuge 10 Vorstellung des Onlinerechners

18 A06: Screenshot des Onlinerechners, Kostenbestandteile, Vergleich zweier Fahrzeuge A07: Screenshot des Onlinerechners, Link zur Visualisierung und zum Drucken der aktuellen Darstellung ( Abbildung A06). Die Kosten für die Fahrzeuganschaffung (grün) ergeben sich aus dem Preis des Fahrzeugs abzüglich der steuerlichen Abschreibung (AfA der Anschaffung), des Fahrzeugrestwertes und im Falle von Elektrofahrzeugen des Umweltbonus ( Kaufprämie ). Die Fixkosten (lila) umfassen die Kfz-Steuer, die Versicherung und die Abgas- und Hauptuntersuchung. Unter variablen Kosten (braun) fallen die Kosten für Wartung und Instandhaltung (Grundlage ist die ADAC Autokostendatenbank) wie Reparaturkosten, Inspektionskosten (inklusive Ölwechsel) und Reifenkosten. Mit dem Kostenblock Kraftstoffe (gelb) werden sowohl Diesel und Benzin als auch elektrischer Strom beziffert. In der Ansicht CO 2 -EMISSIONEN kann der Nutzer die Treibhausgasemissionen in kg CO 2 -Äquivalenten für die gewählten Fahrzeuge betrachten. Dabei besteht analog zu den Darstellungen unter Kostenverläufe die Möglichkeit, die X-Achse anzupassen (Jahresfahrleistung, Anschaffungsjahr, Haltedauer). In der Ansicht TABELLE findet der Nutzer die genauen Kosten aller Kostenbestandteile sowie die Treibhausgasemissionen in einer übersichtlichen Tabellenansicht. 3.4 Weitere Funktionen Unter den jeweiligen Darstellungen in der Ergebnisdarstellung findet der Nutzer die Möglichkeit, einen Link zu der aktuellen Visualisierung zu kopieren, um diesen festzuhalten oder weiterzugeben. Weiterhin kann dort ein Button zum Drucken der aktuellen Ergebnisdarstellung gefunden werden ( Abbildung A07). Die Details zu den Grundannahmen des Modells, der voreingestellten Parameter und deren zeitlichen Entwicklungen sowie Modelle zur Restwertberechnung finden Sie in den folgenden Kapiteln und den entsprechenden Literaturverweisen. 11 Vorstellung des Onlinerechners

19 4 Methodik und Parameterdiskussion 12

20 4.1 Gesamtkostenbetrachtung der TCO-Modellansatz Die Fahrzeugwahl wird im gewerblichen wie auch im privaten Bereich von einer Vielzahl von Faktoren beeinflusst, die sich jedoch sehr unterschiedlich gut quantifizieren lassen. So stellen die Kosten für den Fahrzeugkauf und Betrieb wichtige Entscheidungskriterien bei der Fahrzeugwahl dar, aber auch die Fahrzeuggröße, Komfort, Verfügbarkeit von Werkstätten und Sicherheit sowie die Marke fließen in die Kaufentscheidung ein. Insbesondere in der gewerblichen Fahrzeugbeschaffung stellen Kostenkriterien die wichtigsten Parameter bei der Fahrzeugwahl dar. So werden beispielsweise im Rahmen einer Befragung von Fuhrparkleitern in Hacker et al. (2011) die Anschaffungskosten bzw. die Gesamtnutzungs- und Kilometerkosten vor Umwelteigenschaften als wichtigste Beschaffungskriterien genannt. Einen weiteren empirischen Beleg für die Bedeutung von Nutzungskosten bei der Fahrzeugwahl stellt der Marktanteil von Dieselfahrzeugen bei gewerblichen Haltern dar, der sich in unterschiedlichen Wirtschaftszweigen auf Basis der jeweiligen Jahresfahrleistung und den damit verbundenen Kostenvorteilen in der Nutzungsphase gegenüber der Benzin-Variante gut erklären lässt (Plötz et al. 2013). Eine Gesamtkostenbetrachtung ermöglicht eine Vergleichbarkeit der Kosten verschiedener Investitionen. Dabei werden neben den Anschaffungskosten für Fahrzeug und ggf. Ladeinfrastruktur auch Betriebskosten wie Wartungs-, Reparatur- oder Haltungskosten berücksichtigt. Die betrachteten Kosten werden über den Gesamtnutzungszeitraum inflationsbereinigt und durch eine Diskontierung auf einen Zeitpunkt zurückgerechnet. Im Folgenden wird der Ansatz der Gesamtkostenbetrachtung genutzt, um wirtschaftliche Potenziale für den Einsatz von batterieelektrischen Fahrzeugen zu identifizieren bzw. verbleibende Kostenunterschiede zu quantifizieren. Die Betrachtung fokussiert auf den Zeitraum 2014 bis 2020 und bildet mögliche Unsicherheiten in der Entwicklung von Einflussgrößen in Form von Szenarien und Sensitivitätsanalysen ab. Dies wird im Onlinerechner einerseits durch die Darstellung von Ergebnisbändern ( Abschnitt 3.2 Abbildung A05) realisiert, mit denen Unsicherheiten hinsichtlich der Entwicklung von Energie- und Batteriepreisen abgebildet werden sollen. Darüber hinaus sind im Onlinerechner drei Möglichkeiten zur Berechnung des Fahrzeugrestwertes von Elektrofahrzeugen implementiert ( Abschnitt Restwertentwicklung). Ziel des Onlinerechners ist es, einen möglichst umfassenden Wirtschaftlichkeitsvergleich von konventionellen und elektrischen Fahrzeugvarianten unter Berücksichtigung der jeweiligen Fahrzeugeigenschaften bzw. -anforderungen für den betrachteten Zeitraum anzustellen. Durch die deutlich veränderten Eigenschaften von Elektrofahrzeugen sind mit deren Einsatz jedoch Anpassungen im Nutzerverhalten und der Infrastruktur notwendig, die insbesondere in der frühen Marktphase von erheblichem Einfluss auf die Nutzerakzeptanz sein können. Die Ergebnisse der Gesamtkostenbetrachtung liefern wichtige Hinweise auf wirtschaftliche Einsatzmöglichkeiten in gewerblichen Anwendungen. Das im Rahmen des Vorhabens entwickelte TCO 5 -Modell ermöglicht den Vergleich der Gesamtnutzungskosten von verschiedenen Antriebssystemen für unterschiedliche Fahrzeugkategorien über die Gesamthaltedauer des jeweiligen Fahrzeugs. Für die Simulation der unterschiedlichen Anwendungsfälle müssen jeweils fahrzeug- bzw. anwendungsspezifische Ausprägungen der Eingangsgrößen, wie beispielsweise Kraftstoffverbrauch, Anschaffungskosten, Fahrzeughaltedauer, definiert werden Ökonomische Eingangsparameter Das TCO-Modell berücksichtigt alle im Laufe der Fahrzeughaltedauer relevanten Kostenparameter. Diese stehen jeweils in Abhängigkeit von der jeweiligen Fahrzeugkategorie, der Fahrzeugnutzung und den definierten Rahmenbedingungen. Teilweise handelt es sich bei den 5 Total-Cost-of-Ownership = Gesamtnutzungskosten 13 Methodik und Parameterdiskussion

21 Kosten um abgeleitete und zeitlich variable Größen. Deren Herleitung wird im folgenden Kapitel für die jeweilige Fahrzeugkategorie näher erläutert. Da im Modell die Gesamtkosten für Neufahrzeuge mit Erstzulassung im Zeitraum zwischen 2014 und 2020 analysiert werden, kann der bilanzierte Nutzungszeitraum je nach Haltedauer deutlich über das Jahr 2020 hinausreichen 6. Daher werden für alle über die gesamte Nutzungsdauer relevanten Kosten, wie Kraftstoffkosten oder sonstige Betriebskosten, Annahmen zu deren Entwicklung bis zum Jahr 2030 getroffen. Für verbrennungsmotorische und batterieelektrische Fahrzeugvarianten werden im TCO-Vergleich folgende Kostenparameter explizit berücksichtigt 7 : Anschaffungspreis Steuerliche Abschreibung (AfA) Restwert am Ende der Haltedauer Kosten der Ladeinfrastruktur* Kosten für Instandhaltung / Wartung der Ladeinfrastruktur* Kfz-Steuer, Versicherung und Kosten für Haupt-/Abgasuntersuchung Kosten für Fahrzeugwartung, -pflege, -reparatur Kraftstoffkosten Abzinsung und Realkosten Um eine Vergleichbarkeit zwischen den Kosten herzustellen, wurde eine Abzinsung aller eingehenden Kosten in die Gesamtkostenrechnung auf das Jahr der Anschaffung vorgenommen. Mittels Abzinsung oder Diskontierung werden die Werte zukünftiger Zahlungen auf einen Zeitpunkt, der vor den Zahlungen liegt, zurückgerechnet (Wöhe & Döring 1990). Dabei wird ein Kalkulationszinssatz unterstellt, der die vom Investor (hier ist die Investition jeweils das entsprechende Fahrzeug) erwartete Mindestverzinsung des eingesetzten Kapitals berücksichtigt. Für den Onlinerechner wurde ein Kalkulationszins von 5 % angenommen. Für alle berechneten Kosten wurde eine mittlere jährliche Inflationsrate von 1,5 % 8 für den Betrachtungszeitraum unterstellt, was der durchschnittlichen Inflation der Jahre entspricht (Statista 2016a). Diese Eingangsgrößen können im Onlinerechner in der Detailauswahl angepasst werden Steuerliche Abschreibung In gewerblichen Anwendungen werden üblicherweise gewinnmindernde Investitionen durch Absetzung für Abnutzung (AfA) steuerlich geltend gemacht. Da es sich auch bei Fahrzeugen um abnutzbare Wirtschaftsgüter handelt, kann die damit verbundene Vermögensminderung durch das steuerpflichtige Unternehmen als Betriebsausgaben deklariert werden. Dabei wird die Investition nicht zu einem Zeitpunkt deklariert, sondern über einen Zeitraum, der durch die sogenannten AfA-Tabellen festgelegt ist, linear abgeschrieben. 6 Ein Fahrzeug, das beispielsweise Anfang 2020 zugelassen wird und 6 Jahre durch den Erstnutzer betrieben wird, erforderte eine Kostenbetrachtung für den gesamten Nutzungszeitraum bis Ende Mit * gekennzeichnete Kostenparameter sind nur für batterieelektrische Fahrzeuge und Plug-In-Hybrid Fahrzeuge relevant. Angesichts der im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen höheren Investitionskosten für Elektrofahrzeuge können für diese höhere Betriebsausgaben geltend gemacht werden. Daher wirkt sich die Beschaffung eines Elektrofahrzeugs stärker steuermindernd aus. Im 8 In (Hacker et al. 2015) wurde eine Inflationsrate von 1,7 % veranschlagt. 14 Methodik und Parameterdiskussion

22 Rahmen der Gesamtkostenbetrachtung wurde ein pauschaler Unternehmenssteuersatz von 30 % angenommen (Bäuml et al. 2013). Diese Eingangsgröße kann im Onlinerechner in der Detailauswahl angepasst werden. Soll die steuerliche Abschreibung nicht Teil der Betrachtungen sein, kann der Nutzer des Onlinerechners den Unternehmenssteuersatz auf null setzen. 4.2 Parameter der Gesamtkostenbetrachtung Im Folgenden werden alle wichtigen Eingangsgrößen für die Gesamtkostenrechnung im Onlinerechner diskutiert, das methodische Vorgehen der Herleitung erläutert und die zugrunde liegenden Quellen benannt. Parameter, deren zukünftige Entwicklung mit hoher Unsicherheit behaftet ist, welche gleichzeitig aber von hoher Relevanz für die Wirtschaftlichkeit von Elektrofahrzeugen sind, werden in Form unterschiedlicher Szenarien abgebildet. Die Definition von typischen Fahrzeugen in der jeweiligen konventionellen und batterieelektrischen Variante bildet die Grundlage für die Herleitung von Anschaffungs- und Betriebskosten. Darüber hinaus werden weitere Fix- und Infrastrukturkosten diskutiert und das methodische Vorgehen zur Ableitung des Fahrzeugrestwerts erläutert Parameter zur Festlegung von Szenarien Da ein Kostenvergleich für den Zeitraum von 2016 bis 2020 für unterschiedliche Antriebe angestellt wird, müssen die in die Betrachtung eingehenden Parameter in die Zukunft fortgeschrieben werden. Solch eine Fortschreibung ist stets mit Unsicherheiten behaftet. Um diesem Umstand Rechnung zu tragen, wurden für drei zentrale Parameter verschiedene Fortschreibungen, im Folgenden Szenarien genannt, gebildet, um somit die Abbildung der Unsicherheiten in den Ergebnissen dieser Studie zu gewährleisten. In den Szenarien werden die für den Wirtschaftlichkeitsvergleich besonders relevanten Parameter Batteriepreis, Strompreis und Kraftstoffpreis variiert. Ausgehend von einem mittleren Szenario wurden ein pessimistisches und ein optimistisches Szenario gebildet, wobei sich die Benennung der Szenarien auf die hinsichtlich der Wirtschaftlichkeit von Elektrofahrzeugen vorteilhaften Rahmenbedingungen bezieht. Diese Szenarien werden im Onlinerechner als Bandbreiten der Ergebnisbänder dargestellt. Zur Bildung der Szenarien wurde gemäß Tabelle T01 jeweils eine Erhöhung bzw. Minderung der Preise in Referenz zum mittleren Szenario für 2020 bzw angenommen und für die Zwischenjahre linear interpoliert. Das optimistische Szenario zeichnet sich durch niedrigere Batterie- und Strompreise für das Elektrofahrzeug und erhöhte Kraftstoffpreise für das entsprechende konventionelle Fahrzeug aus, im pessimistischen Szenario ist dies genau umgekehrt. Optimistisches Szenario Pessimistisches Szenario Batteriepreis 10 % +10 % Strompreis 10 % +10 % Benzin-/Dieselpreis +10 % 10 % T01: Relative Preiserhöhungen bzw. -minderung zur Bildung eines optimistischen bzw. pessimistischen Szenarios in Referenz zum mittleren Szenario. 15 Methodik und Parameterdiskussion

23 Wie auch die Sensitivitätsanalysen in Hacker et al. (2015) zeigen, handelt es sich bei den ausgewählten Parametern um Einflussgrößen mit vergleichsweise hoher Relevanz für die Gesamtkostenrechnung. Bezüglich der Interpretation der Szenarien ist jedoch zu beachten, dass alle drei Szenarien mögliche Entwicklungen abbilden. Die dargestellten Entwicklungspfade lassen somit keine Schlüsse über die Wahrscheinlichkeit der jeweiligen Preisentwicklung zu, sondern zeigen lediglich mögliche Spannbreiten und damit Unsicherheiten auf Entwicklung Benzin- und Dieselpreis Aufgrund der in den vergangenen zwei Jahren deutlich gesunkenen Kraftstoffpreise weichen die im Onlinerechner unterstellten Kraftstoffpreise deutlich von den Annahmen in Hacker et al. (2015) ab. Im Onlinerechner wird der durchschnittliche Kraftstoffpreis (Diesel, Benzin) aus dem Jahr 2015 (excl. MwSt.) veranschlagt (Statista 2016b & 2016c). Ausgehend von diesem Preis werden unter der Annahme einer jährlichen Kraftstoffpreiserhöhung die Preise für die Jahre ermittelt. In Anlehnung an die Berechnungen aus der Verkehrsverflechtungsprognose des BMVI (Intraplan 2014) wurde standardmäßig von einer jährlichen Erhöhung von 2 % aufgrund von steigenden Rohölpreisen und steigender Mineralölsteuer ausgegangen. In Tabelle T02 sind die Benzin- und Dieselpreise, welche den Gesamtkostenbetrachtungen im Onlinerechner standardmäßig zu Grunde liegen, für die Jahre 2016, 2020, 2025 und 2030 aufgeführt. Es ist zu beachten, dass es sich dabei um die Kraftstoffpreise exklusive Mehrwertsteuer handelt. Die Eingangsgrößen zum Kraftstoffpreis und zur Preisentwicklung können im Onlinerechner in der Detailauswahl angepasst werden Entwicklung Strompreis Im Onlinerechner wird standardmäßig ein Stromtarif zugrunde gelegt, der für einen durchschnittlichen Jahresverbrauch von 3,5 MWh angenommen werden kann. Dieser Jahresverbrauch entspricht dem eines durchschnittlichen 3-Personen-Haushalts und liegt exklusive Mehrwertsteuer im Mittel für das Jahr 2015 bei 24,1 ct/kwh. Je nach Verbrauchsmenge können gewerbliche Abnehmer auf Grund von zahlreichen Ausnahmen günstigere Tarife erhalten. So liegt z. B. der Tarif für einen durchschnittlichen Jahresverbrauch von 160 MWh bei etwa 13,9 ct/kwh (BDEW 2014). Ein Jahresverbrauch dieser Größenordnung wird von sehr stromintensiven Industrieanwendungen erreicht. Für Handel- und Gewerbeabnehmer gibt es je nach Verbrauch die Möglichkeit, einen Tarif in der aufgeführten Preisspanne zu Benzin [ /l] 1,31 1,42 1,56 1,73 optimistisch Diesel [ /l] 1,10 1,19 1,31 1,45 Strom [ct/kwh] 22,0 23,2 22,9 22,6 Benzin [ /l] 1,19 1,29 1,42 1,57 mittel Diesel [ /l] 1,00 1,08 1,20 1,32 Strom [ /kwh] 24,4 25,8 25,4 25,1 Benzin [ /l] 1,07 1,16 1,28 1,41 pessimistisch Diesel [ /l] 0,90 0,97 1,08 1,19 Strom [ct/kwh] 26,8 28,4 27,9 27,6 T02: Verwendete Energiepreise für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge bis 2030 für die verschiedenen Szenarien (exkl. Mehrwertsteuer). 16 Methodik und Parameterdiskussion

24 Batteriepreis [ /kwh] pessimistisches Szenario mittleres Szenario optimistisches Szenario A08: Entwicklung des Batteriepreises für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge (exkl. Mehrwertsteuer) beziehen. Da in dieser Studie für die betrachteten Anwendungen der Elektrofahrzeuge keine Annahme über den Stromverbrauch der haltenden Unternehmen gemacht werden kann, wird standardmäßig mit dem konservativen Stromtarif für einen Jahresverbrauch von 3,5 MWh gerechnet. Die Entwicklung der Strompreise im mittleren Szenario orientiert sich für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge für den Zeitraum bis 2030 an der Energiereferenzprognose (Schlesinger et al. 2014). Diese unterstellt zunächst einen weiteren Anstieg der Endkundenpreise für Haushaltskunden, der sich trotz sinkender Großhandelspreise aus dem weiteren Anstieg der EEG-Umlage ergibt. Bis zum Jahr 2020 wird ein jährlicher Preisanstieg von 1,3 % unterstellt. Nach 2020 führt der Rückgang der EEG-Umlage zu einem Rückgang der Endkundenpreise. Der jährliche Preisrückgang beträgt 0,28 % ( ) bzw. 0,58 % ( ). Diese Preise verstehen sich jeweils als Endkundenpreise an der betriebseigenen Ladeinfrastruktur. In Tabelle T02 sind die im Onlinerechner verwendeten Strompreise für die Jahre 2016, 2020, 2025 und 2030 aufgeführt. Es ist zu beachten, dass die Werte exklusive Mehrwertsteuer aufgelistet sind Preisentwicklung Batterie Die Batterie hat den größten Anteil am Aufpreis des Elektrofahrzeugs im Vergleich zu einem verbrennungsmotorischen Vergleichsfahrzeug. Somit ist auch die weitere Entwicklung der spezifischen Batteriepreise von zentraler Bedeutung für die Wirtschaftlichkeit von Elektrofahrzeugen. Insbesondere in den letzten Jahren konnte bereits ein deutlicher Preisrückgang beobachtet werden, die zukünftige Preisentwicklung ist jedoch weiterhin mit großen Unsicherheiten behaftet. Für die Berechnung der Fahrzeugpreise wird im Onlinerechner für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge die Batteriepreisentwicklung, welche von der Arbeitsgruppe II der Nationalen Plattform Elektromobilität (NPE) erarbeitet wurde, zu Grunde gelegt (NPE 2011a). Ausgehend von dieser Preisentwicklung wurden zwei weitere Szenarien durch einen Preisaufund -abschlag von 10 % für jedes Betrachtungsjahr gebildet. Die angenommen Batteriepreise sind jeweils als Systempreise und nicht als Zellpreise zu verstehen und spiegeln direkt den in die Rechnung eingehenden Endkundenpreis wieder. Die Eingangsgrößen zum Strompreis und zur Preisentwicklung können im Onlinerechner in der Detailauswahl angepasst werden. In Abbildung A08 ist die angenommene Batteriepreisentwicklung in den drei Standardszenarien für Pkw und leichte Nutzfahrzeuge dargestellt. 17 Methodik und Parameterdiskussion

25 4.3 Eigenschaften konventioneller und batterieelektrischer Fahrzeugvarianten Im Vordergrund des Onlinerechners steht der Wirtschaftlichkeitsvergleich unterschiedlicher Antriebssysteme. Bei den Analysen stehen die antriebsspezifischen Unterschiede unabhängig von konkreten Fahrzeugmodellen im Vordergrund. In den TCO-Analysen werden daher Fahrzeuge verglichen, die realen Modellen des Fahrzeugmarktes nicht direkt entsprechen, jedoch typische Fahrzeugkonfigurationen innerhalb der jeweiligen Fahrzeugkategorie bzw. Größenklasse repräsentieren. Alternativ lassen sich durch die vielfältigen Einstellungsmöglichkeiten im Online-TCO-Rechner die Fahrzeugeigenschaften so anpassen, dass konkrete Fahrzeugmodelle abgebildet werden können. Im Folgenden wird die Herleitung wichtiger Parameter der jeweiligen Standardkonfiguration für die konventionellen verbrennungsmotorischen wie auch die batterieelektrischen Fahrzeugvarianten näher erläutert Eigenschaften konventioneller Referenzfahrzeuge Die Größenklassen definieren sich über KBA (Kraftfahrtbundesamt)-Segmente. Für die Größenklassen der Pkw wurden die 5 häufigsten neuzugelassenen Modelle im ersten Halbjahr 2014 (KBA 2014c) der jeweiligen KBA-Segmente zur Mittelwertbildung herangezogen. Die Zuordnung der Segmente zu den aggregierten Größenklassen kann Tabelle T03 entnommen werden. Zur Unterscheidung von zwei verschiedenen Kategorien der leichten Nutzfahrzeuge wurde das KBA-Segment Utilities in zwei Größenklassen unterteilt und für die Mittelwertbildung auch hier eine Gewichtung nach den Neuzulassungen vorgenommen. In Tabelle T04 ist die Zuordnung nach Größenklassen für leichte Nutzfahrzeuge aufgelistet. Größenklasse KBA-Segmente Beispielfahrzeuge Pkw-klein Mini VW Up, Fiat 500 Kleinwagen VW Polo, Opel Corsa Kompaktklasse VW Golf, Audi A3 Pkw-mittel Mini-Van Mercedes B-Klasse, Opel Meriva Großraum-Van VW Touran, Opel Zafira Mittelklasse VW Passat, 3er BMW Obere Mittelklasse BMW 5er, Audi A6 Pkw-groß Oberklasse Mercedes S-Klasse, Mercedes CLS Geländewagen VW Tiguan, Audi Q3 Sportwagen Mercedes E-Klasse, Porsche 911 T03: Zuordnung der relevanten KBA-Segmente zu den verwendeten Größenklassen für Pkw. Größenklasse Segment Beispielfahrzeuge Lnf-klein/mittel kleine / mittlere Utilities VW Caddy, Citroen Berlingo, Mercedes Vito Lnf-groß große Utilities Mercedes Sprinter, Fiat Ducato, VW Crafter T04: Zuordnung der Größenklassen für leichte Nutzfahrzeuge (Lnf). 18 Methodik und Parameterdiskussion

26 Kraftstoffverbrauch [l/100 km] Nettolistenpreis [ ] Pkw-klein Benzin 6,5 5, Diesel 4,7 4, Pkw-mittel Benzin 7,5 6, Diesel 5,7 5, Pkw-groß Benzin 8,3 7, Diesel 6,0 5, Lnf-klein/mittel Diesel 7,9 7, Lnf-groß Diesel 9,2 8, T05: Angenommene mittlere reale Kraftstoffverbräuche und Nettolistenpreise für Benzin- und Dieselfahrzeuge in den Jahren 2016 und Der ADAC-Autokosten-Datenbank (ADAC 2014) wurden für die jeweiligen Modelle in typischen Ausstattungsvarianten Listenpreise und Kraftstoffverbräuche (kombiniert, nach dem Neuen Europäischen Fahrzyklus) entnommen und nach den Neuzulassungszahlen gewichtete Mittelwerte für Listenpreis und normiertem Kraftstoffverbrauch gebildet. Dabei wurde für Pkw zwischen Diesel- und Benzinvarianten unterschieden, für die leichten Nutzfahrzeuge wurde nur die Dieselvariante berücksichtigt. Aktuelle, empirisch fundierte Analysen zeigen, dass der im Neuen Europäischen Fahrzyklus (NEFZ) bestimmte Kraftstoffverbrauch in den vergangenen Jahren eine kontinuierlich zunehmende Diskrepanz zu tatsächlich erzielten Realverbräuche in der Praxis aufweist. Für den Wirtschaftlichkeitsvergleich sind jedoch die Kraftstoffkosten und damit der Kraftstoffverbrauch unter Realbedingungen relevant. Im Onlinerechner wird daher in Anlehnung an aktuelle Analysen in Mock et al. (2014) ein Aufschlag von 38 % auf den NEFZ-Kraftstoffverbrauchswert berücksichtigt. Vor dem Hintergrund der EU-CO 2 -Zielwerte für neuzugelassene Pkw und leichte Nutzfahrzeuge ist in den kommenden Jahren auch bei konventionellen Fahrzeugen mit einer weiteren Effizienzsteigerung und damit einer Verringerung des spezifischen Kraftstoffverbrauchs zu rechnen. Der Einsatz entsprechender Effizienztechnologien ist jedoch gleichzeitig mit höheren Fahrzeugkosten verbunden. Auf Grundlage einer umfassenden Technologiedatenbank des Öko-Instituts (Hülsmann et al. 2014) wurden für die jeweiligen konventionellen Fahrzeugvarianten im Zeitraum bis 2020 Effizienzentwicklungen unterstellt, die sich an den CO 2 -Zielwerten bis zum Jahr 2020 orientieren. Die mit dem Einsatz entsprechender Effizienztechnologien verbundenen Kosten wurden als Kostenaufschlag auf den Anschaffungspreis im jeweiligen Neuzulassungsjahr berücksichtigt. In Tabelle T05 sind die Nettolistenpreise und die realen Kraftstoffverbräuche der betrachteten Fahrzeugkategorien für 2016 und 2020 aufgeführt. Die Eingangsgrößen zum Kraftstoffverbrauch und zum Anschaffungspreis können im Onlinerechner in der Detailauswahl angepasst werden Eigenschaften der batterieelektrischen und Plug-In-Hybridfahrzeuge Auf Grundlage der definierten konventionellen Referenzfahrzeuge wurden für die jeweilige Fahrzeugka- 19 Methodik und Parameterdiskussion

27 tegorie und Größenklasse batterieelektrische sowie Plug-In-Hybrid-Vergleichsfahrzeuge definiert. Die definierten Vergleichsfahrzeuge nehmen Bezug auf aktuell marktverfügbare, batterieelektrische Fahrzeugmodelle hinsichtlich der technischen Auslegung (z. B. elektrische Reichweite), der erzielten Energieverbräuche und der zusätzlichen Anschaffungskosten. Ziel der definierten Referenzfahrzeuge ist es aber, nicht den Markt verfügbarer Modelle im Detail abzubilden, sondern die typischen Eigenschaften eines batterieelektrischen Fahrzeugs bzw. Plug-In-Hybridfahrzeugs für die betrachteten Fahrzeugklassen für unterschiedliche Zeitpunkte jeweils generisch abzubilden. Der aktuelle Markt an verfügbaren Fahrzeugen wurde jedoch zur Plausibilisierung der Annahmen herangezogen. Insbesondere bei großen Pkw sowie leichten Nutzfahrzeugen ist ferner zu berücksichtigen, dass die definierten Referenzfahrzeuge im aktuellen Markt bisher teilweise durch nur eine sehr geringe Zahl an Serien- oder gar nur Klein- bzw. Vorserienfahrzeugen vertreten sind. Pkw und leichte Nutzfahrzeuge Für den Wirtschaftlichkeitsvergleich werden im Onlinerechner in allen betrachteten Fahrzeugkategorien und Größenklassen batterieelektrische Varianten unabhängig von der aktuellen Marktverfügbarkeit definiert. Für Pkw wird eine durchschnittliche elektrische Reichweite von 150 km (real) und für leichte Nutzfahrzeuge von 130 km (real) unterstellt. Bei den Plug-In-Hybridfahrzeugen wurde eine elektrische Reichweite von 50 km unterstellt. Diese Annahme zu Reichweiten der Elektrofahrzeuge wurde sowohl für das Anschaffungsjahr 2016 als auch für 2020 getroffen, obwohl vermutlich bereits mittelfristig mit dem zunehmenden Angebot von Elektrofahrzeugen mit größerer elektrischer Reichweite zu rechnen sein wird. Durch das gewählte Vorgehen ist eine Vergleichbarkeit der Ergebnisse über den gesamten Betrachtungszeitraum sichergestellt. Die Erhöhung der Batteriekapazität zur Erreichung einer größeren elektrischen Reichweite wäre hingegen mit erheblichen Zusatzkosten verbunden. Die NEFZ-Energieverbräuche der batterieelektrischen Fahrzeugvarianten für das Jahr 2014 berücksichtigen Angaben zu aktuell verfügbaren Fahrzeugmodellen, die auch in der Technologiedatenbank des Öko-Instituts (Hülsmann et al. 2014) dokumentiert sind. Analog zu verbrennungsmotorischen Fahrzeugen ist auch bei batterieelektrischen Fahrzeugen mit einer Abweichung des tatsächlichen Energieverbrauchs vom Normwert zu rechnen. Ursachen hierfür können beispielsweise ein von der Norm abweichendes Fahrverhalten, witterungsbedingte Einflüsse sowie der Energieverbrauch von Nebenaggregaten sein. Bisher liegen hierzu jedoch keine empirisch fundierten Analysen vor. Im Rahmen dieser Studie wurden Zeitreihen von etwa 80 Nutzern von Elektrofahrzeugen zum Fahrzeugeinsatz und Energieverbrauch analysiert, die in der Online-Datenbank Spritmonitor (Fisch und Fischl GmbH 2014) dokumentiert sind. Die Datensätze beziehen sich auf aktuell am Markt verfügbare Elektrofahrzeuge und berücksichtigen auch längerfristige Effekte, wie beispielsweise jahreszeitliche Schwankungen und unterschiedliche Einsatzprofile. Im Mittel weisen die Realdaten eine Abweichung vom jeweiligen NEFZ-Energieverbrauch von 12 % auf. Im Onlinerechner wird daher der reale Energieverbrauch der batterieelektrischen Referenzfahrzeuge im Jahr 2014 über einen Aufschlag von pauschal 12 % auf den Normverbrauch abgeschätzt. Bis zum Jahr 2020 wird für Elektrofahrzeuge keine weitere Minderung des Energieverbrauchs unterstellt. Plug-In-Hybridfahrzeuge können in verschiedenen Betriebsmodi eingesetzt werden. Vom rein elektrischen Modus bis zum rein verbrennungsmotorischen Modus sind eine Reihe von weiteren Modi möglich, bei denen beide Modi kombiniert werden. Im Onlinerechner wird vereinfachend davon ausgegangen, dass die Fahrzeuge stets entweder rein elektrisch oder rein verbrennungsmotorisch betrieben werden. Dafür wird ein elektrischer Fahrleistungsanteil definiert, welcher standardmäßig auf 55 % gesetzt ist, jedoch durch den Nutzer angepasst werden kann. Dieser Wert orientiert sich an Trommer & Lenz (2014), welche den elektrischen Anteil auf ca. 57 % (gewerbliche Nutzer) bzw. ca. 51 % (Dienstwagenfahrer) beziffern. Dieser elektrische Fahrleistungsanteil wird für die Berechnung der Kosten und Emissionen herangezogen. In den Verlaufsdarstellungen ( Kostenverläufe ) wird auf Basis der Jahresfahrleistung und der elektrischen Reichweite ein maximaler elektrischer Fahrleis- 20 Methodik und Parameterdiskussion

28 tungsanteil abgeschätzt 9, welcher bei Überschreitung des voreingestellten Wertes in der Darstellung herangezogen wird. Der Nutzer des Onlinerechners hat zudem die Möglichkeit anzugeben, ob das Fahrzeug im Tagesverlauf zwischengeladen wird. Ist dies der Fall verdoppelt sich der maximale elektrische Fahrleistungsanteil im Onlinerechner in den Verlaufsdarstellungen. Die Energieverbräuche der Plug-In-Hybridfahrzeuge entsprechen im rein elektrischen Betrieb denen der vergleichbaren batterieelektrischen Fahrzeuge. Im rein verbrennungsmotorischen Betrieb wird der Verbrauch der vergleichbaren konventionellen Fahrzeuge herangezogen, jedoch ein Minderverbrauch durch die Möglichkeit der Rekuperation (Bremsenergierückgewinnung) berücksichtigt. Dieser Minderverbrauch basiert auf der Technologiedatenbasis des Öko-Instituts (Hülsmann et al. 2014) und beträgt für kleine Pkw 8,2 %, für mittlere Pkw 7,9 % und für große Pkw 12,7 %. der angesetzten Reichweite, des spezifischen Energieverbrauchs und der Entladetiefe der Batterie folgendermaßen bestimmt: Kap Bat = V el R el E Kap Bat = reale Batteriekapazität [kwh] V el = elektrischer Verbrauch [kwh/km] R el = elektrische Reichweite [km] E = Entladetiefe der Batterie Damit ergibt sich die nutzbare Batteriekapazität Kap_n Bat Kap_n Bat = Kap Bat E Die Listenpreise von Elektrofahrzeugen lassen sich insbesondere mit den Zusatzkosten für die Batterie erklären. Im Onlinerechner ergeben sich die Nettolistenpreise der batterieelektrischen Fahrzeugvarianten als Summe aus einem Basispreis für ein konventionelles Vergleichsfahrzeug, den Batteriekosten sowie weiteren Zusatzkosten des elektrischen Antriebs. Diese Zusatzkosten resultieren aus der Differenz der Motorkosten (elektrisch gegenüber konventionell) und den Kosten weiterer spezifischer Komponenten des jeweiligen Antriebs. Die Differenz wurde basierend auf der vom Öko-Institut entwickelten Technologiedatenbank (Hülsmann et al. 2014) und in Anlehnung an (Pfahl 2010) gebildet. Die Kostendegression des Batteriefahrzeugs bis 2020 resultiert insbesondere aus den über die Zeit abnehmenden spezifischen Batteriekosten. Je nach Szenario (siehe oben) verringert sich der Kostenaufschlag gegenüber einem konventionellen Vergleichsfahrzeug unterschiedlich stark. Der Gesamtpreis Kap Bat für die jeweilige Fahrzeugbatterie errechnet sich dann aus: K Bat = Kap_n Bat Kap Bat, Jahr Kap Bat, Jahr = Batteriepreis im jeweiligen Jahr [ /kwh] Unter Berücksichtigung der Reichweite und des Energieverbrauchs ergeben sich unter der Annahme einer maximalen Entladetiefe der Batterie von 80 % die Nettolistenpreise für Elektrofahrzeuge für die oben diskutierten Szenarien zur Batteriepreisentwicklung. Die Nettolistenpreise NLP el der batterieelektrischen Fahrzeuge berechnen sich folgenderweise: Um die Batteriekosten zu ermitteln wird zunächst die notwendige Batteriekapazität unter Berücksichtigung 9 Annahme: 250 Einsatztage pro Jahr NLP el = NLP konv + Kap Bat, Jahr + AP el NLP konv = Nettolistenpreis des konventionellen Fahrzeugs. AP el = Aufpreis Fahrzeugelektronik 21 Methodik und Parameterdiskussion

29 In Tabelle T06 sind die angenommenen Reichweiten, Verbräuche und die Entladetiefe für die betrachteten Fahrzeugkategorien aufgeführt. Für das Elektrofahrzeug wird ausgehend von den Kosten eines konventionellen Basisfahrzeugs neben den Zusatzkosten für die Batterie ein zusätzlicher Aufpreis für die im Vergleich zu dem jeweiligen konventionellen Fahrzeug aufwendigere Elektronik angenommen (Hülsmann et al. 2014). Tabelle T07 zeigt die Nettolistenpreise der Elektround Plug-In-Hybridfahrzeuge für die betrachteten Größenklassen am Beispiel des mittleren Szenarios für die Jahre 2016 und Elektrische Reichweite Entladetiefe Stromverbrauch (real) Kraftstoffverbrauch (real) Diesel/Benzin [km] [%] [kwh/100km] [l/100km] batterieelektrisch Pkw-klein ,5 Pkw-mittel ,4 Pkw-groß ,3 Lnf-klein/mittel ,2 Lnf-groß ,0 Plug-In Pkw-klein ,5 5,9 / 4,3 Pkw-mittel ,4 6,9 / 5,2 Pkw-groß ,3 7,2 / 5,3 T06: Eigenschaften batterieelektrischer Fahrzeuge der Kategorie Pkw und leichte Nutzfahrzeuge (Lnf) im Jahr Fahrzeugkategorie Nettolistenpreis [ ] Pkw-klein Pkw-mittel Pkw-groß LNf-klein/mittel LNf-groß Diesel Pkw-klein (PHEV) Pkw-mittel (PHEV) Pkw-groß (PHEV) Benzin Diesel Benzin Diesel Benzin Diesel T07: Nettolistenpreise Pkw und Lnf im Jahr 2016 und 2020 für die verschiedenen Antriebsarten und Größenklassen am Beispiel des mittleren Szenarios. 22 Methodik und Parameterdiskussion

30 Die Eingangsgrößen zum Nettolistenpreis und zur elektrischen Fahrleistung können im Onlinerechner in der Detailauswahl angepasst werden. Sofern der Listenpreis angepasst wird, greift der Onlinerechner nicht mehr auf die elektrische Fahrleistung zur Berechnung zurück Restwertentwicklung Gewerblich zugelassene Neufahrzeuge zeichnen sich häufig durch eine relativ kurze Haltedauer von wenigen Jahren aus, bevor sie direkt über das Unternehmen bzw. das beauftragte Leasingunternehmen über den Gebrauchtwagenmarkt oftmals in den Besitz privater Halter gelangen. Insbesondere in den ersten Jahren nach der Erstzulassung stellt der Wertverlust des Fahrzeugs jedoch den größten Anteil der monatlichen Gesamtkosten dar. Die Restwertentwicklung von Neufahrzeugen ist daher von maßgeblicher Bedeutung für die Gesamtnutzungskosten. Für verbrennungsmotorische Fahrzeuge liegen umfassende Analysen zur Entwicklung der Restwerte auf Fahrzeugmodellebene vor, so dass auch deren zukünftige Restwertentwicklung allerdings unter der Annahme, dass die Kundenpräferenzen und die Rahmenbedingungen relativ stabil bleiben auf Basis historischer Daten abgeschätzt werden kann. Bedeutend schwieriger stellt sich die Situation für Elektrofahrzeuge dar. Angesichts des frühen Marktstadiums existiert noch kein relevanter Gebrauchtwagenmarkt. Prognosen über die zukünftige Preisbildung im Gebrauchtwagenmarkt sind angesichts der wenigen Fahrzeuge, eines sich voraussichtlich schnell wandelnden Produktangebots und unklarer Nutzerpräferenzen mit sehr hohen Unsicherheiten behaftet. Gleichzeitig verstärkt der höhere Anschaffungspreis für Elektrofahrzeuge die Bedeutung der Restwertentwicklung für die Gesamtnutzungskosten und damit den Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen. In welchem Maß sich Batteriesysteme, die auf neueren Technologien wie Lithium-Schwefel- und Lithium-Sauerstoff-Verbindungen beruhen, auf den zukünftigen Restwert von Elektrofahrzeugen auswirken und ob sich ein Markt für die gebrauchten Batterien der Fahrzeuge, z. B. als zusätzliche stationäre Energiespeicher, bilden wird, ist aus heutiger Sicht nicht zu quantifizieren. Um dieser Unsicherheit im Online-TCO-Rechner methodisch zu begegnen, wurden unterschiedliche Methoden zur Abschätzung der Restwertentwicklung von batterieelektrischen Fahrzeugen angewendet. Der Wertverlust von verbrennungsmotorischen Fahrzeugen wird im Online-TCO-Rechner hingegen grundsätzlich nach der Regressionskurve aus Methode 1 ermittelt. Methode 1 (Restwert hoch): Regressionskurve für konventionelle Fahrzeuge Auf Grundlage von Daten zur Restwertentwicklung von verbrennungsmotorischen Fahrzeugen wurde eine Regressionskurve abgeleitet, die es ermöglicht, den Restwert eines Fahrzeugs unter Berücksichtigung von Anschaffungspreis, Fahrleistung und Fahrzeugalter zu berechnen. Im Online-TCO-Rechner wurde eine Regressionskurve des statistischen Bundesamtes verwendet (Dexheimer 2003). Die Regressionskurve wird im TCO-Modell auch für batterieelektrische Fahrzeuge angewendet und führt im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen zur selben relativen, aber angesichts des höheren Anschaffungspreises deutlich höheren absoluten Wertminderung. Methode 2 (Restwert mittel): Verbrauchskostenvorteil des Zweitnutzers Ein Alternativansatz in Anlehnung an Pfahl (2012) geht davon aus, dass sich der Restwert des Elektrofahrzeugs am Ende der Nutzung durch den Erstnutzer mit der Energiekostenersparnis des Zweitnutzers ermitteln lässt. Es wird unterstellt, dass der Zweitnutzer eine zusätzliche Zahlungsbereitschaft für ein Elektrofahrzeug in Höhe der Energiekostenersparnis über die Haltedauer des Zweitnutzers aufweist. Entsprechend wird der Restwert am Ende der 23 Methodik und Parameterdiskussion