Elektrischer Fuhrparkbetrieb Realität oder Vision?

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1 Elektrischer Fuhrparkbetrieb Realität oder Vision? Elektrotransporter versus Dieseltransporter 10. Dezember 2013 DI Dr. Alfred Rastädter Alfred Rastädter Elektromobilität vor mehr als hundert Jahren Ferdinand Porsche entwickelt Elektrowagen mit Bleibatterie (Lohner- Porsche). Die Sensation der Weltausstellung im Jahr 1900 in Paris. AEG betrieb wenige Jahre später eine Serienfertigung von Elektrofahrzeugen in Berlin. Der Höhepunkt der Elektroautowelle wurde 1912 erreicht. 20 Hersteller bauten Elektroautos. Das im Überschuss vorhandene Erdöl mit seiner unschlagbaren Energiedichte und das sich schnell ausweitende Fernstraßennetz waren das Ende der Elektrofahrzeuge. Alfred Rastädter

2 Die wichtigsten Unterschiede zw. Diesel- und Elektrotransporter q Die Kosten q Die Reichweite q Die Energieeffizienz q Die Energieauftankzeit q Das Energietankstellennetz q Das Energiespeichervolumen q Das Energiespeichergewicht Alfred Rastädter Wirkungsgradvergleich: Ottomotor - Dieselmotor Quelle: FH JOANNEUM / Studiengang Elektronik und Technologiemanagement (Stand: Mai 2008) Alfred Rastädter

3 Verluste und Wirkungsgrad bei reinem Elektroantrieb Quelle: FH JOANNEUM / Studiengang Elektronik und Technologiemanagement (Stand: Mai 2008) Alfred Rastädter Wirkungsgradvergleich: Dieselantrieb - Elektroantrieb Quelle: FH JOANNEUM / Studiengang Elektronik und Technologiemanagement (Stand: Mai 2008) Alfred Rastädter

4 Vergleich der Spezifischen Energie elektrischer Speicher Quelle: Österreichische Energieagentur / Studie zur Markteinführung Elektromobilität (Stand: August 2009) Alfred Rastädter Vergleich der Spezifischen Energie elektrischer Speicher Spezifische Leistung in W/kg DSK Blei NiMH Lithium HEV Zelle PER = 20*1/h Hybrid Electric Vehicle EV Zelle PER = 10*1/h PER = 4*1/h Battery Electric Vehicle 500 PER = 2*1/h Laptop Zelle 0 Redoxflow Spezifische Energie in Wh/kg Lib2015 Ziel für 2020 Quelle: Zentrum für Sonnenenergie und Wasserstoff- Forschung Dresden / Energiespeicher für die Elektro- Mobilität (Stand: März 2011) Alfred Rastädter

5 Spezifische Energien mobiler Energieträger im Vergleich [Wh/kg] Hu Hu Energieträger Wh/kg Wh/kg Spezifische Energie mobiler Energieträger [Wh/kg] Heizöl EL (15 Grad C) Diesel (15 Grad C) Benzin (15 Grad C) Erdgas (CNG, 200 bar) Hackschnitzel Blei-Säure-Batterie Nickel-Cadmium Batterie Nickel-Metall-Hydrid Batterie Lithium-Ionen Batterie Heizöl EL (15 Grad C) Diesel (15 Grad C) Benzin (15 Grad C) Erdgas (CNG, 200 bar) Hackschnitzel Blei-Säure-Batterie Nickel-Cadmium Batterie Nickel-Metall-Hydrid Batterie Lithium-Ionen Batterie Alfred Rastädter Energiedichten mobiler Energieträger im Vergleich [Wh/Liter] Hu Hu Energieträger Wh/Liter Wh/Liter Heizöl EL (15 Grad C) Diesel (15 Grad C) Benzin (15 Grad C) Erdgas (CNG, 200 bar) Hackschnitzel Blei-Säure-Batterie Nickel-Cadmium Batterie Nickel-Metall-Hydrid Batterie Lithium-Ionen Batterie Energiedichte mobiler Energieträger [Wh/Liter] Heizöl EL (15 Grad C) Diesel (15 Grad C) Benzin (15 Grad C) Erdgas (CNG, 200 bar) Hackschnitzel Blei-Säure-Batterie Lithium-Ionen Batterie Nickel-Cadmium Batterie Nickel-Metall-Hydrid Batterie Alfred Rastädter

6 Energiespeicher-Volumenbedarf mobiler Energieträger i. Vergleich [Liter = dm3] [Vergleichsbasis: 10 Liter Dieselverbrauch / 100 km = 100,3 kwh / 100 km] Energieinhalt und Energievolumen im Vergleich Energiespeicherbedarf und Energievolumenbedarf effektiv Hu Energieinhalt Energievolumen Fahrenergie Speicherbedarf Volumenbedarf Energieträger Wh/Liter Wh Liter Wh Wh Liter Heizöl EL (15 Grad C) , ,0 Diesel (15 Grad C) , ,0 Benzin (15 Grad C) , ,3 Erdgas (CNG, 200 bar) , ,7 Blei-Säure-Batterie , ,9 Nickel-Cadmium Batterie , ,9 Nickel-Metall-Hydrid Batterie , ,6 Lithium-Ionen Batterie , ,3 % Faktor Wirkungsgrad Dieseltransporter 25 0,25 Wirkungsgrad Elektrotransporte 75 0,75 Wirkungsgrad = Fahrenergieverbrauch (Nutzenergie) / Energieträgerverbrauch (Treibstoff bzw. Strom) für NEFZ Alfred Rastädter Energiespeicher-Volumenbedarf mobiler Energieträger Wirkungsgrade: Dieselfahrz. 25% u. Elektrofahrz. 75% [Liter Energiespeicher / 10 Liter Dieselenergie] 450,0 400,0 350,0 300,0 250,0 200,0 150,0 100,0 50,0 0,0 10,0 10,0 11,3 Heizöl EL (15 Grad C) Diesel (15 Grad C) Benzin (15 Grad C) 50,7 Erdgas (CNG, 200 bar) 417,9 Blei-Säure- Batterie 222,9 Nickel- Cadmium Batterie 128,6 Nickel- Metall- Hydrid Batterie 74,3 Lithium- Ionen Batterie Alfred Rastädter

7 Kostenvergleich Dieseltransporter - Elektrotransporter Dieseltransporter Elektrotransporter Parameter Einheit Wert Parameter Einheit Wert Jahres-Kilometerleistung km/jahr ,00 Jahres-Kilometerleistung km/jahr ,00 Treibstoffverbrauch [Diesel] Liter/100km 6,00 Reichweite für eine Batterieladung km 100,00 Energiedichte Treibstoff [Diesel] kwh/liter 10,03 Maximale Entladetiefe / Ladung [DoD] % 90,00 Wirkungsgrad Energieumwandlung % 25,00 Wirkungsgrad Energieumwandlung % 75,00 Dichte Treibstoff [Diesel] kg/liter 0,840 Dichte Lithium-Ionen Batteriesystem kg/liter 2,500 Spez. Energie Treibstoff [Diesel] kwh/kg 11,940 Spez. Energie Lithium-Ionen Batterie kwh/kg 0,180 Energiedichte Lithium-Ionen Batterie kwh/liter 0,450 Alfred Rastädter Kostenvergleich Dieseltransporter - Elektrotransporter Dieseltransporter [Kosten exkl. Ust.] Elektrotransporter [Kosten exkl. Ust.] Fahrzeugkosten - Gesamt Einheit Wert Fahrzeugkosten - Gesamt Einheit Wert Basisfahrzeug inkl. Sonderausstattg. EUR ,00 Basisfahrzeug inkl. Sonderausstattg. EUR ,00 Lithium-Ionen-Akkumulator [Mobil] EUR 0,00 Lithium-Ionen-Akkumulator [Mobil] EUR 8.603,51 Summe Fahrzeugkosten EUR ,00 Summe Fahrzeugkosten EUR ,51 Investitionskosten - Gesamt Einheit Wert Investitionskosten - Gesamt Einheit Wert Fahrzeugkosten - Gesamt EUR ,00 Fahrzeugkosten - Gesamt EUR ,51 Batterieladestation EUR 0,00 Batterieladestation EUR 1.500,00 PV-Strom-Speicher [Stationär] EUR 0,00 PV-Strom-Speicher [Stationär] EUR 0,00 Summe Anschaffungskosten EUR ,00 Summe Anschaffungskosten EUR ,51 Fördermittel - Bund - Land - Stadt EUR 0,00 Fördermittel: E-Fahrzeug EUR ,00 Preisnachlass auf Listenpreis EUR ,00 Fördermittel: Ladestation EUR -500,00 Sondernachlass für Fahrzeugflotte EUR 0,00 Fördermittel: Sonstige EUR 0,00 Summe Investitionskosten EUR ,00 Summe Investitionskosten EUR ,51 Energie- und Speicherkosten Einheit Wert Energie- und Speicherkosten Einheit Wert Treibstoffkosten [Diesel] EUR/Liter 1,1000 Energiekosten [Strom] EUR/kWh 0,180 Treibstoffspeicherkosten EUR/Liter 0,0000 Energiespeicherkosten [Strom] EUR/kWh 386,000 Spez. Treibstoffkosten [1. Jahr] EUR/kWh 0,1097 Spez. Treibstoffkosten [1. Jahr] EUR/kWh 0,00 Spez. Stromkosten [1. Jahr] EUR/kWh 0,00 Spez. Stromkosten [1. Jahr] EUR/kWh 0,1800 Alfred Rastädter

8 Kostenvergleich Dieseltransporter - Elektrotransporter Dieseltransporter [Kosten exkl. Ust.] Elektrotransporter [Kosten exkl. Ust.] Parameter Einheit Wert Parameter Einheit Wert Fahrzeug-Abschreibdauer Jahre 8,00 Fahrzeug-Abschreibdauer Jahre 8,00 Zinssatz IK [Fremdkapital] % IK p.a. 3,00 Zinssatz IK [Fremdkapital] % IK p.a. 3,00 Service + Reifen + Reparatur EUR/Jahr 1.000,00 Service + Reifen + Reparatur EUR/Jahr 500,00 KFZ-Versicherung EUR/Jahr 1.500,00 KFZ-Versicherung EUR/Jahr 1.500,00 KFZ-Steuer EUR/Jahr 500,00 KFZ-Steuer EUR/Jahr 0,00 Teuerungsrate Service + W + R % p.a. 3,00 Teuerungsrate Service + W + R % p.a. 3,00 Teuerungsrate Versichg. + Steuer % p.a. 2,00 Teuerungsrate Versichg. + Steuer % p.a. 2,00 Teuerungsrate Treibstoffkosten % p.a. 5,00 Teuerungsrate Treibstoffkosten % p.a. 0,00 Teuerungsrate Stromkosten % p.a. 0,00 Teuerungsrate Stromkosten % p.a. 1,00 Alfred Rastädter Kostenvergleich Dieseltransporter - Elektrotransporter Kapital - und Betriebskosten [Netto exkl. Ust.] 7.600, , , ,00 EUR/Jahr 6.800, , , , , ,00 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 4. Jahr 5. Jahr 6. Jahr 7. Jahr 8. Jahr Diesel-Transporter [EUR/Jahr] Elektro-Transporter [EUR/Jahr] Alfred Rastädter

9 Kostenvergleich Dieseltransporter - Elektrotransporter Kapital - und Betriebskosten [Netto exkl. Ust.] Cent/km 38,00 37,00 36,00 35,00 34,00 33,00 32,00 31,00 30,00 29,00 1. Jahr 2. Jahr 3. Jahr 4. Jahr 5. Jahr 6. Jahr 7. Jahr 8. Jahr Diesel-Transporter [Cent/km] Elektro-Transporter [Cent/km] Alfred Rastädter Elektromobilität einmal anders! Alfred Rastädter

10 Vielen Dank für Ihre Aufmerksamkeit! Alfred Rastädter