Bedarfsgerechter Aufbau von Infrastruktur für Elektromobilität

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1 Bedarfsgerechter Aufbau von Infrastruktur für Elektromobilität Dr.-Ing. Gerald Rausch, Fraunhofer IFAM Elektromobilität vor Ort Fachkonferenz für kommunale Vertreter 4. und 5. Februar 2014, Bremen

2 Begleitforschung der Modellegionen Nutzerperspektive THEMEN BEGLEITFORSCHUNG Flottenmanagement Innovative Antriebe und Fahrzeuge Sicherheit Infrastruktur Stadtentwicklung und Verkehr Ordnungsrecht 2

3 Begleitforschung ist Wissenstransfer Modellregionen AGs Kommunen, Stadtwerke, EVUs, Erfahrung sammeln Wissen zusammentragen Wissen nutzen 3

4 Themenfeld Ladeinfrastruktur Technik Aufbereitung Stand der Technik Wechselstrom- und Gleichstromladen Kabel Interoperabilität Interoperable und diskriminierungsfreie Systeme Mindestanforderungen an LIS Nicht-öffentliches Laden Laden im halb-öffentlichen Raum: rechtliche Aspekte, Potenziale, Maßnahmen Laden beim Arbeitgeber und daheim: rechtliche Aspekte, Potenziale, Maßnahmen Wirtschaftlichkeit / Kosten Untersuchung LIS Kosten (z.b. Zugang- / Abrechnungssysteme) Best-Practice rentabler LIS? Bedarf, Standorte & Nutzersicht Untersuchung methodischer Ansätze Best-Practice Beispiele DC-Laden / Netz Untersuchung DC-Laden: Potenziale, Hindernisse, Maßnahmen Ladestrategien (DC- & AC-Laden) / Netzstruktur/ -stabilität? 2013 Themenstellungen der Begleitforschung Infrastruktur

5 Mindestanforderungen an Ladeinfrastruktur Interoperabilität und Diskriminierungsfreiheit Verwendung eines einheitlichen Steckers (nach EN ; sogenannter Mennekes-Stecker) Kommunikationsfähige Ladeinfrastruktur, die mit einem Backend (d.h. ein IT- Betriebssystem im Hintergrund) verbunden werden kann und so z.b. auch die Anbindung an übergreifende Roaming- Netzwerke ermöglichen kann Eine Zugangs-/Bezahlmöglichkeit, die auch diskriminierungsfreies/ spontanes Laden ermöglicht Zugang zur Ladesäule über RFID- Technologie 5

6 Bedarfsgerechter Aufbau die 5 Ws Wie viel? (Anzahl der aufzubauenden Infrastruktur) Wo? (Standorte und Verortung der Ladeinfrastruktur) Was? (Welche Technik, z.b. ACoder DC-Laden) Für Wen? (Nutzergruppen bzw. Anwenderfälle) Wann? (Zeitlicher Horizont bzw. Zukunftssicherheit der Infrastruktur) 6

7 Bedarf an öffentlicher Ladeinfrastruktur... orientiert sich an dem Bestand vorhandener E- Fahrzeuge? soll als Anreiz dienen für die Nutzung/Anschaffung von E- Fahrzeugen? orientiert sich am Verkehrsaufkommen in der Verkehrszelle (Quellverkehr, Zielverkehr, )? orientiert sich an Gebietstypen/Quartierstypen? orientiert sich an konkreten Standortfaktoren? In den Modellregionen werden verschiedene methodische Ansätze verfolgt, die auch unterschiedliche Schwerpunktsetzungen bei der Bedarfsermittlung verfolgen. Meist aber: Kombination aus den links stehenden. 7

8 3. Fortschrittsbericht der Nationale Plattform Elektromobilität (NPE), Mai 2012 hier: Normalladen umfasst Ladeleistungen bis 44 Kilowatt; privater Raum = privat + halböffentlich 8

9 Beispiel Verkehrszellenanalyse Verkehrsflussmodelle: Gebiete werden zu Verkehrszellen zusammengefasst und Ströme zwischen den Zellen beschrieben. Zielverkehr (in VZ) Quellverkehr (aus der VZ) (laderelevante) Verweildauer Stellplätze (gesamt/öffentl./halböffentl.) Fahrzeuge Anteil der Fahrzeuge die aus technischen und/oder ökonomischen Gründen auf E-Fahrzeuge umgestellt werden können Zuordnung eines Nutzwertes zu einer Verkehrszelle Abbildung: Beispiel aus dem Lokale Simone Projekt: Ermittlung der Anzahl Ladepunkte je Verkehrszelle durch Nutzwertanalyse 9

10 Beispiel Gebietstypisierung Gebietstypisierung Quartiersanalyse stadtgebietstypischer LIS-Bedarf Kriterien können sein: Geschossflächenzahl GFZ Grundflächenzahl GRZ Anteil Wohnungsnutzung Lage (z.b. Entfernung vom Stadtzentrum) Art der Bebauung Standortbesonderheiten Quelle: Städtebauinstitut Uni Stuttgart; Projekt EMIS 10

11 weitere methodische Ansätze Antizipieren des Fahrzeughochlaufs und vorauseilender Aufbau der LIS Analyse der Nutzung/Auslastung bestehender LIS Stakeholder Analyse Bewertungsverfahren für Standorte (Screening von Flächen und Bewertung aus Betreiber-, Nutzersicht; z.b. Sichtbarkeit, Erreichbarkeit, ) 11

12 Stakeholder Interessenlage zum LIS Aufbau Land/Stadtparlamente Kommunen Genehmigungsinstanzen (Ordnungsamt, Bauamt, ) Investoren und Betreiber von Ladeinfrastruktur Energieversorger E-Carsharing Unternehmen Nutzergruppen ÖPNV-Unternehmen Parkraumbewirtschafter 12

13 Standortfaktoren Grundsätzliches: Verfügbarkeit (auch Bauleitplanung) bauliche und technische Eignung Verkehrssicherheit städtebauliche Belange (Baurecht, Stadtbild, Stadtgestaltungsrichtlinien) Denkmalschutz, Naturschutz, spezifischer Bereichsregelungen, Anbieterperspektive baulicher/elektrischer Aufwand, Netzinfrastruktur Attraktivität/Repräsentativität der Lage, Wahrnehmbarkeit Erweiterbarkeit Nutzerperspektive Erreichbarkeit, Erkennbarkeit, Zugänglichkeit Attraktivität als Ladeort/Zentralität, erwartete Nutzerfrequenz Standortwünsche konkreter Nutzer Intermodale Verknüpfungsmöglichkeiten (ÖPNV) Besondere Standorte Kliniken und Ärztezentren großflächiger Einzelhandel in Gewerbegebieten (Einkaufszentren, Baumärkte, etc.) Andere Einzelhandelskonzentrationen, Shopping Malls Versorgungsstätten mit guter verkehrlicher Anbindung und hohem Verkehrsaufkommen (z.b. Raststationen) Veranstaltungshallen, Kongresszentren, Sportstadien Zentren des Tourismus und der Freizeit (Vergnügungsparke, Thermen, besondere Ausflugsziele) Bildungszentren: (Berufs-)Schulen, Hochschulen Knotenpunkte des Öffentlichen Verkehrs (insb. Bahnhöfe) Park & Ride-Parkplätze 13

14 Ladetechnik I Übersicht von Ladedauer in Abhängigkeit der Ladeleistung (nach VDE) 14

15 Ladetechnik II ca Ladepunkte in den Modellregionen ausgewertet ca. 85% liefern AC1 oder AC3 ca. 87% liefern AC Normalladen bis 32A (22KW). DC Ladeinfrastruktur spielt noch keine große Rolle 15

16 Use Cases für öffentliche und halb-öffentliche Ladeinfrastruktur Ort Bedarf typ. Verweildauer Home Aufladen über Nacht 8 Stunden Office Aufladen während der Arbeit 8 Stunden Commercial Autobahn Zwischenzeitliches Aufladen bei geplantem Stopp/Aufenthalt Laden bei niedrigem Batteriestand Minuten Minuten Quelle: ABB 16

17 Betrachtete Projekte (Auszug) Projekt SIMONE-Ansatzes (Siedlungsorientiertes Modell für nachhaltigen Aufbau u. Förderung der E- Ladeinfrastruktur) im Rahmen des Leuchtturmprojektes metropol-e Konzept zur Identifizierung von Ladesäulenstandorten für stationsungebundene Carsharing-E-Fahrzeuge Beteiligte (u.a.) PTV Group TU Berlin DLR - Institut für Verkehrsforschung VMZ Berlin Hamburg: Masterplan öffentliche Ladeinfrastruktur hysolutions GmbH u.v.a. EMiS - Elektromobilität im Stauferland Städtebau Institut, Universität Stuttgart 17

18 Veröffentlichung Veröffentlichung des Themenfeldes Infrastruktur Verschriftlichung der AG- Ergebnisse Technik Interoperabilität Bedarfsgerechter Aufbau 84 Seiten Zielgruppe: Städte, Kommunen, Versorger 18

19 Kontakt Dr.-Ing. Gerald Rausch c/o Fraunhofer IFAM, Bremen Wissenschaftliche Begleitforschung im Themenfeld Ladeinfrastruktur Regionale Projektleitstelle Modellregion Elektromobilität Bremen/Oldenburg 19