Flächendeckende Infrastruktur für Elektromobilität. Anforderungen an das Elektrohandwerk

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Hinrich Armbruster
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1 Flächendeckende Infrastruktur für Elektromobilität Anforderungen an das Elektrohandwerk Zentrum für Gewerbeförderung Götz, Thomas Bürkle Sonderbeauftragter Elektromobilität im

2 Thomas Bürkle Sonderbeauftragter Elektromobilität im Präsident des Fachverbands Elektro- und Informationstechnik Baden-Württemberg Internet:

3 Elektromobilität heute

4 Elektromobilität - Infrastruktur

Elektromobilität und erneuerbare Energien Flächenbedarf für regenerative Kraftstoffe am Beispiel eines PKW mit 12.000 km Fahrleistung pro Jahr 5.000 m 2 für Biodiesel + Verbrennungsmotor 1.

5 Elektromobilität und erneuerbare Energien Flächenbedarf für regenerative Kraftstoffe am Beispiel eines PKW mit km Fahrleistung pro Jahr m 2 für Biodiesel + Verbrennungsmotor m 2 für Wasserstoff aus Biomasse + Brennstoffzellenantrieb 500 m 2 für Wasserstoff aus Windenergie + Brennstoffzellenantrieb (Fläche gleichzeitig landwirtschaftlich nutzbar) 65 m 2 für PV-Strom + BZ-E-Fahrzeug 20 m 2 für PV-Strom + Batterie-E-Fahrzeug

6 Strombedarf in TWh Elektromobilität und erneuerbare Energien Technische Potenziale der Erzeugung aus erneuerbarem Strom in Deutschland Strombedarf- bzw. Stromerzeugung in TWh ca. 1,5 Mio. 2,4 178 ca. 1,5 Mio. 586 ca. 10,5 Mio. ca. 10,5 Mio ca. 40 Mio. ca. 40 Mio Energiebedarf für Elektromobilität (TWh) Stromerzeugung aus erneuerbaren Energien (TWh) Gesamtstromerzeugung in D (TWh) Quelle: Weiterentwicklung der Ausbaustrategie Erneuerbare Energien, Leitstudie 2008, BMU

7 Entwicklung erneuerbarer Energien Nutzung erneuerbaren Energien

70 80 % Ökologische Gesamtbilanz: Erneuerbare Energien liefern eine nachhaltige Treibstoffquelle der komplette

8 Elektromobilität Warum eigentlich? Typische Fahrzeug-Wirkungsgrade Verbrennungsmotor: % Elektromotor: Brennstoffzellen: % Batterien: % Ökologische Gesamtbilanz: Erneuerbare Energien liefern eine nachhaltige Treibstoffquelle der komplette Lebenszyklus des Autos von der Herstellung einzelner Komponenten, Energieverbrauch und damit verbundene CO 2 -Emissionen bis zur Entsorgung des Wagens muss ebenfalls berücksichtigt werden

9 Energieflüsse Elektromobilität

Marktentwicklung Warum ist der Zuspruch noch so verhalten? April 2014: 274.097 Pkw Neuzulassungen darunter 599 Elektrofahrzeuge (0,2 % der Neuzulassungen) 2.

10 Marktentwicklung Warum ist der Zuspruch noch so verhalten? April 2014: Pkw Neuzulassungen darunter 599 Elektrofahrzeuge (0,2 % der Neuzulassungen) Hybridfahrzeuge (0,8 % der Neuzulassungen) Nachteile: Elektrofahrzeuge deutlich geringere Reichweite die heutigen Fahrzeuge decken 90 % des tatsächlichen Nutzerverhaltens ab - Nutzer fühlen sich trotzdem in ihrer Mobilität begrenzt deutlich höherer Preis wegen hoher Akkukosten lange Ladezeiten Rahmenbedingungen notwendig, die Kunden beim Kauf eines Elektroautos spürbaren Mehrwert bieten: Kaufsubventionen Privilegien im Straßenverkehr (Nutzen von Sonderspuren und -parkplätzen) Ausbau der Ladeinfrastruktur Preisentwicklung bei Batterien gegenüber fossilen Kraftstoffen Hybridfahrzeuge Pkw Neuzulassungen

11 Fahrverhalten und Ladeanforderungen Überwiegend werden Kurzstreckenfahrten unternommen über 80 % der Fahrten sind kürzer als 40 km, ca. 50 % sind kürzer als 5 km der durchschnittliche Pkw steht täglich ca. 23 Stunden Nutzer sind an Langstreckenfähigkeit gewöhnt Lösungen für komfortable Fahrten über der Reichweite einer Batterieladung: Schnellladen Induktives Laden während der Fahrt Batteriewechselkonzepte Range-Extender Markthochlauf, Technologie und Nutzerverhalten wirken sich stark auf die benötigte Ladeinfrastruktur aus.

12 Home-Charging-Systeme Privater Raum: ca % aller Ladevorgänge Laden an eigener Ladestation ( zu Hause, Firmenfuhrparks, etc.) Rahmenbedingungen Ladung über die herkömmliche Steckdose erhöht Akzeptanz weil die Ladung vielerorts möglich wird theoretische Ladeleistung bei 16 A - 3,7 kw Ladung über Steckdose birgt Sicherheitsrisiken: keine Dauerladefähigkeit ungeklärte Umgebungsbedingungen Vollladung dauert viele Stunden Technische Entwicklung modularer Aufbau mit zumindest optionaler IKT empfehlenswert Home-Charging bietet Potenzial für Smart-Grid-Anwendungen

13 Öffentliche / halböffentliche Niederspannungsladepunkte Erhöhte Anforderungen: Höherer Bedarf an Schnellladefähigkeit Vandalismus-Sicherheit Zugangsschutz Messung und Abrechnung Schutz vor Nagern Witterung Technische Entwicklung: Ladevorgänge unter 30 Min. voraussichtlich 2015 intelligente Einbindung in die Netzbetriebsführung empfohlen fortlaufende Überprüfung der Ladestation ist unerlässlich (E-CHECK)

14 Elektromobilität und erneuerbare Energien Batterie zum Abpuffern fluktuierender erneuerbarer Energien im Netz: Gesteuertes Laden und Entladen Lokal: Einbindung der Batterie in ein lokales Lastmanagement (Verminderung der Einspeisung, Eigenverbrauchsregelungen des EEG)

15 Elektromobilität und erneuerbare Energien Voraussetzungen zur Nutzung gespeicherter Energie Intelligentes Lademanagement Das Ladegerät weiß, ob das Fahrzeug sofort nach Aufladung wieder gebraucht wird, oder ob die gespeicherte Energie dem Netz zur Verfügung gestellt werden kann Flexible Netzentgelte Stromverträge - z.b. in Zeiten von Überproduktion billiger Ladetarif und im Falle kurzfristigen Bedarfes im Netz hohes Entgelt für Lieferung aus dem Speicher Intelligente Messung Smart Metering - Geräte erhalten Online-Informationen über Verfügbarkeit und Kosten des beziehbaren Stromes und entscheiden über Bezug oder Lieferung

16 Ausbaustufen des intelligenten Ladens Stufe 1: Nutzergesteuertes Laden Kunde bestimmt Zeitpunkt, Dauer und benötigte Energie des Ladens Kunde wählt oder hat festen Stromtarif Stufe 2: Nutzergesteuertes Laden + Neben den Kundenanforderungen nach Stufe 1 werden Netzbelange berücksichtigt (i.d.r. drohende Überlastung) Größere Anforderungen an Datenbereitstellung und Informationstechnologie

17 Ausbaustufen des intelligenten Ladens Stufe 3: Erzeugungsgesteuertes Laden Neben Stufe 1 Steuerung aufgrund der Stromangebotssituation im Netz (z. B. Überangebot von EE-Strom aus PV oder Wind) Steuerung auch aufgrund autarker dezentraler Lage (z. B. Eigenverbrauch PV) gegenüber Stufe 2 nochmals erhöhte Anforderungen an Datenbereitstellung (Strommix) und Informationstechnologie Stufe 4: Bidirektionales Laden Neben dem Laden auch Entladen (Batterie stellt Regelenergie bereit) große Fahrzeugdichte für volkswirtschaftlichen Nutzen notwendig Nutzerverhalten darf nicht beeinträchtigt werden Lebensdauerproblematik (5000 mögliche Ladezyklen) der Batterie muss berücksichtigt werden gegenüber Stufe 3 weiter erhöhte Anforderungen an Datenbereitstellung und Informationstechnologie Prototyp zum gesteuerten Laden und Entladen von der Universität Würzburg-Schweinfurt entwickelt PM vom

18 Anforderungen an die Ladeinfrastruktur Ladeinfrastruktur muss von Laien dauerhaft und absolut sicher bedienbar sein. Dazu muss die Ladeinfrastruktur von Fachkräften (Elektrofachkraft, Eintragung in das Installateurverzeichnis) installiert und gewartet werden Ladeinfrastruktur sollte IKT-fähig sein Ladeinfrastruktur sollte skalierbar sein Datenschutz muss berücksichtigt werden Für Ladeinfrastruktur und Ladung müssen kundenfreundliche Geschäftsmodelle entwickelt werden

19 Handlungsfelder Elektromobilität Quelle: BMBF

20 Elektromobilität und Handwerk Handlungsfelder für das E-Handwerk sind: Infrastruktur Stationen fachkundige Errichtung von zuverlässigen, sicheren Ladestationen als Voraussetzung für Kundenakzeptanz Infrastruktur Netze Einbindung fluktuierender regenerativer Energien in geregelte Ladevorgänge für Elektromobile sowie die Verwendung von Batterien der Elektroautos als Energiespeicher bzw. -puffer Systemdienstleistungen IKT-Anwendungen als Grundlage für Abrechnungsprozesse, Netzintegration, Lademanagement Intelligente Fahrerassistenzsysteme

Elektromobilität und Elektrohandwerk Dienstleistungsfelder des Elektrohandwerks interessantes Geschäftsfeld für das Elektro- und IT-Handwerk: Beratung und Realisierung zum Aufbau sicherer ET- und

21 Elektromobilität und Elektrohandwerk Dienstleistungsfelder des Elektrohandwerks interessantes Geschäftsfeld für das Elektro- und IT-Handwerk: Beratung und Realisierung zum Aufbau sicherer ET- und IT-Infrastrukturen werden qualifizierte Fachkräfte benötigt sehr verschiedene Installationsbedingungen bei der Integration der Ladeinfrastruktur Upgrade modularer Ladesysteme auf aktuelle Gegebenheiten (Angebot und Ausbau skalierbarer Systeme) Realisierung komplexer Systemdienstleistungen Fuhrparkmanagement Integration / Kombination dezentraler erneuerbarer Energieversorgung Einbindung in Demand-Side-Management (gezielte Steuerung der Stromnachfrage) Wartung und Instandsetzung

22 Elektromobilität und Handwerk Elektromobilität gibt es nicht ohne das Handwerk, denn es ist regional verwurzelt fachlich kompetent zentraler Impulsgeber bei Kundengewinnung, Beratung und Wartung

23 Damit die Lichter nicht ausgehen!

24 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit!

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