Herausforderung Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge - Technik, Aufbau und Betrieb

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1 Herausforderung Ladeinfrastruktur für Elektrofahrzeuge - Technik, Aufbau und Betrieb 10. Mittelhessisches Klimaschutzforum Schwerpunktthema Elektromobilität Regierungspräsidium Gießen, Wetzlar, 12. Dezember 2013 Fraunhofer IWES Markus Landau, 25. September 2013 Folie 1

2 Agenda Technische Begleitforschung in der Modellregion Rhein-Main Einleitung Elektromobilität Technischer Leitfaden Ladeinfrastruktur Aufbau und Betrieb von Ladeinfrastruktur Fazit Ausblick Fraunhofer IWES

3 Technische Begleitforschung Allianz Elektromobiltät - TeBALE Einheitliche Erfassung der Elektrofahrzeugdaten und zugehörigen Nutzungsprofile im Feldtestbetrieb der Allianz Elektromobilität Technische Begleitung der Fahrzeuge mit dem Ziel, wichtige Erkenntnisse über Einflussfaktoren wie z.b. den Zusammenhang von Zuverlässigkeit und Nutzerakzeptanz zu gewinnen Vermessung, Beschreibung und Bewertung der eingesetzten Elektrofahrzeugtypen Vermessung und vergleichende Bewertung der eingesetzten Ladetechnik für AC-, DC- und induktives Laden Entwicklung von Testabläufen mit denen zukünftig effizient vergleichbare Tests an Elektrofahrzeugen und Ladeinfrastruktur durchgeführt werden können Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 3

4 Einleitung Elektromobilität Elektrofahrzeuge - Innovation des 21. Jahrhunderts? 1899 Bau des E-Fahrzeuges Semper Vivus durch Lohner-Porsche (Bleibatterie: 410 kg, Reichweite: 50 km, Vmax = 50 km/h) Motivation: Luft würde von in großer Anzahl auftretenden Benzinmotoren erbarmungslos verdorben [sein] würde Elektrowagen La Jamais Contente stellt Geschwindigkeitsrekord mit über 105 km/h auf 1900 Lohner-Porsche entwickeln allradgetriebes E- Fahrzeug (Bleibatterie: 1800 kg, Vmax = 60 km/h) 1902 Lohner-Porsche entwickeln Hybridfahrzeug 1906 Lohner-Porsche stellt Arbeiten wegen hoher Kosten und Streit um Patentrechte ein 1907 Detroit Electric baut Elektroautos mit 130 km Reichweite in Serie Quellen: -Porsche; Detroit_Electric; der_geschwindigkeitsrekorde; Abrufe am 9. Dezember 2013 Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 4

5 Einleitung Elektromobilität Historische Ladetechnik Version Marketing Quelle: Rulemann, Theodor: Die Wunder der Elektrizität. Berlin: Merkur Verlag, um 1910 Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 5

6 Einleitung Elektromobilität Historische Ladetechnik Version Alltagsbetrieb Quelle: i/datei:detroit_electric_ca r_charging.png; Abruf: 9.Dezember 2013 Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 6

7 Einleitung Elektromobilität Ladeinfrastruktur heute Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 7

8 Technischer Leitfaden Ladeinfrastruktur Überblick Zielgruppen Immobilienbesitzer und verwalter Parkhausbetreiber Architekten und Stadtplaner, Mitarbeiter der öffentliche Verwaltung Netzbetreiber und Energielieferanten Elektroinstallateure Inhalte Bedarf an Anschlussleistung Übersicht über Ladetechnologien Anforderungen an Ladeinfrastruktur an verschiedenen Orten Ergänzende technische Informationen Download: uktur.pdf Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 8

9 Technischer Leitfaden Ladeinfrastruktur Typische Netzanschlussbedingungen Fahrzeuge Pedelecs, E-Bikes, E-Scooter AC oder DC Ladetechnologie Ladeleistung [kw] Ladestrom [A] Batteriekapazität [kwh) bis 2 bis 8 0,1 2,0 AC 1-phasig Netzanschluss Elektro- Motorräder AC 1-phasig bis 3 bis AC 1-phasig Elektro- Fahrzeuge inklusive Plug-In- Hybrid- Fahrzeuge AC 1-phasig AC 3-phasig bis 3,7 bis AC 1-phasig bis 43 bis AC 3-phasig DC bis 170 bis AC 3-phasig Quelle: Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 9

10 Technischer Leitfaden Ladeinfrastruktur Parkplatztypen und Lade-Anwendungsmöglichkeiten Zu Hause Am Arbeitsplatz Bei Infrastrukturpartnern Im öffentlichen Parkstraßenraum Standort- Typ Privat Halbprivat Halb-öffentlich Öffentlich Eigene Garage Stellplatz AN-Parkplatz auf Firmengelände Kunden-parkplatz Straßenrand, Öffentliche Parkplätze Besitzfläche für Ladestation Privat Privat Privat Öffentlich Strom-versorgung Über Hausanschluss / Anschlussnehmer Über Anschluss / z.b. Arbeitgeber Über Anschluss / Kundenanlage der Liegenschaft oder separater Lieferpunkt / Zähler Neu zu erschließen/ Netzanschluss vom Netzbetreiber Quelle: Ggf. separater Lieferpunkt / Zähler Ggf. separater Lieferpunkt / Zähler Ggf. separater Lieferpunkt / Zähler Ggf. separater Lieferpunkt / Zähler Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 10

11 Technischer Leitfaden Ladeinfrastruktur Ladebetriebsarten nach DIN EN / Quelle: DIN EN für induktives Laden ist in Erarbeitung Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 11

12 Technischer Leitfaden Ladeinfrastruktur Ladesteckvorrichtungen Auto Quelle: Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 12

13 Technischer Leitfaden Ladeinfrastruktur Ladestecker und buchsen heute Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 13

14 Technischer Leitfaden Ladeinfrastruktur Ladestecker und buchsen heute Früher: Ladebuchse im Fahrzeug verbaut Heute: Ladestecker (Stifte) im Fahrzeug verbaut Neue Ladestationen mit festem Kabel verfügen über Stecker Ladekabel mit Stecker und Buchse für unterschiedliche Stromstärken verfügbar Haftung beim Kabeleigentümer.. Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 14

15 Technischer Leitfaden Ladeinfrastruktur Batterie laden Typischer Ablauf an einer Ladestation 1. Ladestation suchen und ggf. reservieren 2. Ladeplatz anfahren und Fahrzeug abstellen 3. Zündschlüssel ziehen 4. Abdeckung Ladeöffnung öffnen und Schutzkappe entfernen 5. Ladebuchse am Fahrzeug einstecken 6. An der Ladestelle mit Karte identifizieren (entfällt bei automatischer Fahrzeugerkennung) 7. Anweisungen auf Display folgen und Stecker in vorgegebenen Steckplatz einstecken 8. Fahrzeug verriegeln und Ladebeginn prüfen 9. Bei Beendigung der Ladung Arbeitsschritte in umgekehrter Reihenfolge durchführen Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 15

16 Aufbau und Betrieb von Ladeinfrastruktur Betrieb öffentlich zugänglicher Ladeinfrastruktur BDEW-Umfrage Stichtag Mitgliedsunternehmen betreiben Ladestationen 2033 Ladestationen 4386 Ladepunkte 652 Städte mit mindestens einer Ladestation Quelle: Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 16

17 Aufbau und Betrieb von Ladeinfrastruktur Betrieb öffentlich zugänglicher Ladeinfrastruktur Berlin plant den Betrieb einer öffentlichen Ladeinfrastruktur Bedarfsgerechter Aufbau Vergabeverfahren läuft DC-Ladenetze für Elektrofahrzeuge in Europa (Auswahl) Kleine Netze: Belgien (VitaeMobility), Irland (ESB ecars), Dänemark (CLEVER), Amsterdam (Taxiflotte) Estland: Landesweites Netz mit über 200 Stationen Niederlande: Landesweites Schnellladenetz entlang der Autobahnen Deutschland: Ladenetz zwischen Bayern und Sachsen entlang der Autobahn (Schaufensterprojekt) Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 17

18 Fazit Batterieelektrische Elektrofahrzeuge benötigen im Allgemeinen einen Zugang zum elektrischen Netz und damit Ladeinfrastruktur Die Reichweite von reinen batterieelektrischen Fahrzeugen ist im Vergleich mit Verbrennern sehr begrenzt Die zum Laden von Elektrofahrzeugen notwendige Technik steht grundsätzlich zur Verfügung Der Aufbau von Ladeinfrastruktur für Langsam- und Schnellladung hat europaweit begonnen Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 18

19 Ausblick Bundesrat ist für die Privilegierung von Elektroautos und schadstoffarmen Fahrzeugen Ziel: Verringerung von Luftverschmutzung, Lärm, Ressourcenverbrauch und Klimabelastung Voraussetzung: Kennzeichnung von emissionsarmen Fahrzeugen durch neue Schadstoffplakette Attraktivität erhöhen durch begrenzte und befristete Vergünstigungen wie beispielsweise Freihalten von Ladeplätzen Befreiung von Parkgebühren Frage: Welche Handlungsspielräume haben hessische Städte und Kommunen, die sich unter dem Rettungsschirm des Landes Hessen befinden? Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 19

20 Ausblick Elektrofahrzeuge benötigen Ladestationen beim Arbeitsplatz, wenn sie intensiv genutzt werden Vergütungen für private Fahrzeuge Wegstreckenentschädigung ohne triftigen Grund 0,21 für mehrspurige Kraftfahrzeuge 0,15 für 2-rädrige Kraftfahrzeuge Wegstreckenentschädigung mit triftigem Grund 0,35 für mehrspurige Fahrzeuge 0,18 für 2-rädrige Kraftfahrzeuge Frage: Wie kann der Umweltvorteil von emissionsarmen Fahrzeugen vergütet werden? Darf der Ladestrom vom Arbeitgeber aus triftigem Grund kostenfrei zur Verfügung gestellt werden? Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 20

21 Ausblick Audi A3 Fahrtenbuchauszug Oktober 2013 Datum Fahrt Km Fahrtteilnehmer Gießen - Wetzlar Steinbach - Biedenkopf Neustadt - Gießen Gießen -Wetzlar - Gießen Gießen - Grünberg - Gießen Gießen - Grünberg - Gießen Gießen - Bergisch Gladbach - Gießen Gießen - Hadamar - Gießen Gießen - Frankfurt am Main - Gießen Gießen - Kirtorf - Frankfurt am Main - Speyer - Kirtorf - Gießen Gießen - Herbstein - Lauterbach - Gießen Gießen - Hadamar - Gießen Gießen - Kassel (Regierungspräsidium) - Gießen 300, Gießen - Wiesbaden - Gießen Gießen (Stadtfahrt) Gießen - Oberursel - Gießen Gießen (Stadtfahrt) Gießen - Wiesbaden - Gießen Wegstrecken zwischen 5 km und 300 km Reale Reichweite von BEV von 50 bis 100 km Zwischenladung notwendig Frage: Können Lademöglichkeiten an Dienstorten eingerichtet werden? Quelle: Wikipedia Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 21

22 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Fragen, Kommentare, Anregungen? Kontakt: Markus Landau Tel.: Internet: Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 22

23 IWES-SysTec: Testzentrum für intelligente Netze und Elektromobilität Fraunhofer IWES Markus Landau, 12. Dezember 2013 Folie 23