Elektromobilität und Ladeinfrastruktur

Elektromobilität und Ladeinfrastruktur Tomi Engel Oberstrahlbach - 02.06.2011

Elektromobilität Warum?

Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr

stellung auf Erdgas? Mrd m Fossile Struktur - 3 Sektoren 3 History Prediction Mb/Tag Erdgas Importe aus Russland, Nordafrika (konst bis 2020 Ab 2020 5% p.a.) Deutschland) Italien 50-70% Verlust durch Abwärme Niederlande UK LNG Importe LNG: + 5 % p. a. bis 2025 Norwegen Ölproduktion außerhalb der OPEC Erdöl Mexiko 04 Vietnam 04 Dänemark 04 USA-Tiefsee 03 Jemen 01 Norwegen 01 Oman 01 Australien 2000 Großbritannien 99 Ekuador 99 Kolumbien 99 Venezuela 98/68 Argentinien 98 Malaysia 97 Gabun 97 Syrien 95 Indien 95 Ägypten 93 Alaska 89 Indonesien Rumänien 77 76 Kanada (konv.) 74 USA (48 Staaten) 70 Ukraine 70 Deutschland 67 Österreich 55 50-70% Verlust durch Abwärme Quelle: LBST GmbH - Stand 05.2008 Russische Föd. 07 Nigeria 05 Strom Wärme Verkehr Jahr

stellung auf Erdgas? Mrd m Fossile Struktur - 3 Sektoren 3 History Prediction Mb/Tag LNG Importe LNG: + 5 % p. a. bis 2025 Erdgas Entwicklung der Erdöl"export"-Länder Mexiko 04 Vietnam 04 Dänemark 04 USA-Tiefsee 03 Jemen 01 50.000 Importe aus Norwegen 01 Russland, Nordafrika Oman 01 (konst bis 2020 Mb/d Australien 2000 Großbritannien 99 Ab 2020 5% p.a.) Ekuador 99 Kolumbien 99 Venezuela 98/68 Argentinien 98 Deutschland) Malaysia 97 40.000 Norwegen Gabun 97 Syrien 95 Indien 95 Ägypten 93 Italien Alaska 89 Indonesien Rumänien 77 76 Kanada (konv.) 74 Niederlande USA (48 Staaten) 70 30.000 Ukraine 70 Deutschland 67 UK Österreich 55 50-70% Verlust durch Abwärme 20.000 10.000 0 Ölproduktion außerhalb der OPEC 50-70% Verlust durch Abwärme Quelle: LBST GmbH - Stand 05.2008 Russische Föd. 07 Nigeria 05 Strom Wärme Verkehr Source: Historic data: BP Statistical Review of World Energy Exporte 1965 1968 1971 1974 1977 1980 1983 1986 1989 1992 1995 1998 2001 Peak der Exporte! +4% p.a. Eigenverbrauch 2004 2007 2010 2013 2016 2019 2022 2025 2028 Jahr

Elektromobilität Wo kommt der Strom her?

Fossile Struktur - 3 Sektoren 50-70% Verlust durch Abwärme 50-70% Verlust durch Abwärme Strom Wärme Verkehr

Solare Struktur... Effiziente Netzwerke

Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Energieeinheit kwh! Strom

Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Es gilt 400 TWh Brennstoff von der Straße in den Keller zu verlagern!

Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Brennstoff Es gilt 400 TWh Brennstoff von der Straße in den Keller zu verlagern!

Solare Struktur... Effiziente Netzwerke

Solare Struktur... Effiziente Netzwerke Solarstrom erntet auf dem Parkplatz eines Fahrzeuges pro Jahr die Energie für ca. 10.000 km

Elektromobilität?

Die E-Fahrzeugklassen Pedelec, E-Bike Scooter, Motorrad E-Mobil E-Auto Elektrobus Straßenbahn Eisenbahn Schiffe,...

Die E-Fahrzeugklassen Pedelec, E-Bike Scooter, Motorrad E-Mobil Elektrobus Straßenbahn Eisenbahn E-Auto

Die E-Fahrzeugklassen... heute relevant Pedelec, E-Bike Elektrobus Scooter, Motorrad Straßenbahn E-Mobil Eisenbahn E-Auto

Die E-Fahrzeugklassen... heute relevant Pedelec, E-Bike Scooter, Motorrad E-Mobil E-Auto 200.000 Pedelecs wurden 2010 in Deutschland verkauft!... dies entspricht einem Marktvolumen von 400.000.000 Elektrobus Straßenbahn Eisenbahn

Kangoo 2002 Personen:! 5 Geschwindigkeit:! 100 km/h E-Auto Reichweite:! bis zu 80 km Antrieb:! 15 kw Elektro Vermarktung:! FR Status:! Kleinserie

CityEl Twike CitySax EcoCarrier

Stromos Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 120 km/h Reichweite:" über 100 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! DE Status:! Kleinserie

CARe Fiat 500 Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 120 km/h Reichweite:! bis zu 120 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! SE, (EU) Status:! Kleinserie

Quelle: www.think.no

Th!nk City Personen:! 2 (+2) Geschwindigkeit:! 100 km/h Reichweite:! 180 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! (NO-UK) Status:! Kleinserie Quelle: www.think.no

Kangoo Z.E. Personen:! 2 Geschwindigkeit:! 100 km/h Reichweite:! bis zu 160 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! FR, (EU) Status:! Serie

Strategie

Mitsubishi i-ev Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 130 km/h Reichweite:! 160 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! JP, EU Status:! Serie

Nissan LEAF Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 130 km/h Reichweite:! bis zu 160 km Antrieb:! Elektro Vermarktung:! JP, US, (EU) Status:! Serie

GM Volt Personen:! 4 Geschwindigkeit:! 160 km/h Reichweite:! (500 km) 50 km Antrieb:! Elektro(hybrid) Vermarktung:! US, (EU) Status:! Serie

Mia Personen:! 3 (4) Geschwindigkeit:! 110 km/h Reichweite:! bis zu 120 km Antrieb:! 80 kw Elektro Vermarktung:! DE Status:! Kleinserie

DIE MIA 1 mia hat Charakter: Gerade ihr Design hebt sich von dem herkömmlicher Kleinwagen ab. So hinterlässt sie auf der Straße staunende Blicke.

Die E-Fahrzeugklassen... Stromkosten Pedelec, E-Bike Energieverbrauch... bei 30 km/tag ca. 0,2 kwh/tag Energiekosten... bei 0,2 /kwh Scooter, Motorrad E-Mobil E-Auto ca. 2 kwh/tag ca. 2 kwh/tag ca. 6 kwh/tag ca. 0,04 /Tag ca. 0,4 /Tag ca. 0,4 /Tag ca. 1,2 /Tag max. 15 /Jahr ca. 150 /Jahr ca. 150 /Jahr ca. 450 /Jahr

Die E-Fahrzeugklassen... Stromkosten Pedelec, E-Bike Energieverbrauch... bei 30 km/tag ca. 0,2 kwh/tag Energiekosten... bei 0,2 /kwh Scooter, Motorrad Achtung E-Mobil Umsatz! ist nicht E-Auto ca. 2 kwh/tag ca. 2 kwh/tag ca. 6 kwh/tag Gewinn ca. 0,04 /Tag ca. 0,4 /Tag ca. 0,4 /Tag ca. 1,2 /Tag max. 15 /Jahr ca. 150 /Jahr ca. 150 /Jahr ca. 450 /Jahr

Die E-Fahrzeugklassen... Stromkosten Pedelec, E-Bike Gewinn 10%? Scooter, Motorrad Achtung E-Mobil Umsatz! ist nicht Gewinn E-Auto max. 1 /Jahr ca. 15 /Jahr ca. 15 /Jahr ca. 45 /Jahr

Infrastruktur?

Netzintegration oder Strom tanken

Drei Lösungen für ein Problem 1% Normalladung meist über 60 Minuten Parkdauer 3 bis 20 kw peak Das (dünne) Kabel ist Teil des Fahrzeuges. Der Vorgang gleicht unbeaufsichtigtem Parken. 95% 4% Schnellladung bis ca.15 Minute Aufenthalt 10 bis 100 kw peak Das (dicke) Kabel ist Teil der Infrastruktur. Der Vorgang gleicht dem "Benzin tanken" unter Aufsicht. Batteriewechsel ca. 1 Minute Aufenthalt weit über "1.000" kw peak Kein Kabel erforderlich. Braucht einheitliche Akkus. Ist die Konkurrenz zur Schnellladung

Drei Lösungen für ein Problem 1% 95% 4% Normalladung Schnellladung Batteriewechsel Netzintegration Strom tanken

Designmerkmale... Netzintegration 10 kw (AC) Ladekabel (fest) Ladebuchse (optional) 50 kw (DC) Netzintegration Strom tanken Das (dünne) Kabel ist Teil des Fahrzeuges. Der Vorgang gleicht unbeaufsichtigtem Parken. Das (dicke) Kabel ist Teil der Infrastruktur. Der Vorgang gleicht dem "Benzin tanken" unter Aufsicht.

Designmerkmale... Netzintegration 10 kw (AC) Ladekabel (fest) Netzintegration

Designmerkmale... Netzintegration

Designmerkmale... Strom tanken Ladebuchse (optional) 50 kw (DC) Strom tanken

Designmerkmale... Strom tanken

Merke! Netzintegration erfolgt am Auto vorne!

Kabel... sollte (schräg) nach unten hängen (Regenablauf, Kabelknickschutz etc.) Klappe? Display?... besser ohne, denn was nicht da ist, das kann auch nicht kaputt gehen! 180 cm... sollte so kurz wie möglich sein und nicht am Boden (im Dreck) liegen Regenablauf, Schneeschutz... der Wasserablauf bzw. der Schneeschutz sollten der "Gravitation" Rechnung tragen Bauhöhe 120 cm... zwischen 80 und 120 cm ist typisch... unter 60 cm wird die Bedienung eher unergonomisch... Spritzwasser von der Straße ist zu beachten... ein Display zwingt meist zu mehr Höhe... der "falsche Stecker" zwingt zu mehr Höhe... je höher desto störender im Straßenbild

Die unterschiedlichen Konzepte Steckdosen Stromautomat Abschließbare Steckdosen Stromtankstellen Batteriewechselstationen

Die unterschiedlichen Konzepte 30! Steckdosen 3.000! Stromautomat 300! Abschließbare Steckdosen 30.000! Stromtankstellen Stromstellen 300.000! Batteriewechselstationen

Die unterschiedlichen Konzepte Netzintegration Steckdosen Stromautomat Abschließbare Steckdosen Stromtankstellen Stromstellen Batteriewechselstationen Strom tanken

Die unterschiedlichen Konzepte Eine Stromstelle ist ein öffentlicher, diskriminierungsfreier "Netzzugangspunkt"

Die unterschiedlichen Konzepte Eine Stromstelle ist ein öffentlicher, diskriminierungsfreier "Netzzugangspunkt" so wie heutige "Wasserstellen"

Die unterschiedlichen Konzepte Stromstellen so wie heutige "Wasserstellen"

Das Designkonzept einer Stromstelle unauffällig, unaufdringlich, wetterfest und kostengünstig kinderleichte Bedienung

Das Designkonzept einer Stromstelle Teil eines ganzheitlichen Ansatzes der auf dem Challenge Bibendum 2011 erstmalig vorgestellt wurde.

Die unterschiedlichen Konzepte 30! Steckdosen 3.000! Stromautomat 300! Abschließbare Steckdosen 30.000! Stromtankstellen Stromstellen 300.000! Batteriewechselstationen

Die Betriebskosten von "Ladepunkten" Gewerbliche Schnellladung in vereinzelten TOP-Lagen

Die Betriebskosten von "Ladepunkten" System: Gewerbliche Infrastruktur im öffentlichen Raum. Der Parkplatz ist kostenpflichtig und ausschließlich den Stromkunden vorbehalten. Hardware Aufbau Netz-anschluss Baukostenzuschuss Ausweisung E- Parkplatz Genehmigung Summe Investkosten 2.000-3.000 1.500-2.500 1.000-1.500 500-700 200-400 100-200 5.300-8.300 Nutzungsdauer 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 7,5 jährliche Kosten 267-300 200-333 133-200 66-93 26-53 13-26 700-1.100 jährliche Kosten exklusive Nutzung der IS- Standfläche exklusive Nutzung der Parkfläche Betrieb und Wartung Messpreis jährliche Kosten für Hardware Summe Betriebskosten 500-1.000 800-3.500 100-200 500-1.000 700-1.100 2.600-6.800 Gewerbliche Schnellladung in vereinzelten TOP-Lagen 2.600-6.800 /a

Die Betriebskosten von "Ladepunkten" Private Steckdose

Die Betriebskosten von "Ladepunkten" System: Private Steckdose Hardware Aufbau Netz-anschluss Baukostenzuschuss Ausweisung E- Parkplatz Genehmigung Summe Investkosten 50-200 50-300 - - - - 100-500 Nutzungsdauer 30 30 - - - - jährliche Kosten 1,5-6 1,5-10 - - - - 3-16 jährliche Kosten exklusive Nutzung der IS- Standfläche exklusive Nutzung der Parkfläche Betrieb und Wartung Messpreis jährliche Kosten für Hardware Summe Betriebskosten - - - - 3-16 3-16 Private Steckdose 3-16 /a

Zeitachse für den Aufbau der Infrastrukur? E-Fahrzeuge 2010 2012 2017 Der Aufbau läuft bereits (Schuko & CEE) erste Fahrzeuge der OEMs 2012 Beginnt mit Einführung der Fahrzeuge Versuchsprojekte in Modellregionen Neuer Ladestecker kann zusätzlich eingesetzt werden 2015 Beginnt mit einheitlichem Ladestecker einheitliche Ladestecker (laut ACEA) 2020 1 Mio. Fahrzeuge in der BRD 201x Wird Teil der normalen Stadtplanung Private Infrastruktur Gewerbliche Infrastruktur Kommunale Infrastruktur

DIE NETZINTEGRATION VON ELEKTROFAHRZEUGEN.ÊS[o"QSJM Der Hintergrundbericht in der Sonnenenergie Offizielles Fachorgan der Deutschen Gesellschaft für Sonnenenergie e.v. TEIL 8 DER SERIE: DIE BEDEUTUNG ÖFFENTLICHER LADEINFRASTRUKTUR Es wird viel über öffentliche Ladesäulen, Stromtankstellen oder Ladeinfrastruktur geschrieben. Man konnte sich dabei bisher noch nicht einmal auf eine einheitliche Wortwahl für die Bezeichnung der Blechkiste mit Steckdose einigen. Noch schwieriger wird es aber den Inhalt des Begriffes öffentlich auf einen gemeinsamen Nenner zu bringen. Große Missverständnisse sind hier vorprogrammiert. Bereits im Teil 6 dieser Serie haben wir versucht, eine ausführliche Begriffsdefinition und Beschreibung unterschiedlicher Infrastrukturtypen vorzunehmen. Entscheidend sind folgende Fragen: Wem gehört der Standort? Wer hat Zugang zur Infrastruktur? Wer ist Eigentümer der Infrastruktur? gewerbliche Ladepunkte, private Ladepunkte, kommunale Ladepunkte. E-Fahrzeuge 2017 2020 erste Fahrzeuge der OEMs einheitliche Ladestecker (laut ACEA) 1 Mio. Fahrzeuge in der BRD Private Infrastruktur Neuer Ladestecker kann zusätzlich eingesetzt werden Gewerbliche Infrastruktur 44 I MÄRZ-APRIL 2011 2012 Beginnt mit Einführung der Fahrzeuge Kommunale Infrastruktur Versuchsprojekte in Modellregionen 2015 201x Beginnt mit einheitlichem Ladestecker Wird Teil der normalen Stadtplanung Grafik 1: Aus Sicht der erneuerbaren Verbände werden echte öffentliche Ladepunkte, also kommunale Infrastruktur, erst in einigen Jahren notwendig. Bis dahin sollen sich im privaten und gewerblichen Umfeld die unterschiedlichen Lösungen im Wettbewerb miteinander messen und vor allem in der Praxis bewähren. Quelle: DGS, bsm, BEE, WWF, Klimabündnis Energieversorger reden dann von öffentlichen Ladepunkten, wenn sie ihre gewerblichen Säulen in den öffentlichen Raum stellen. Von der Allgemeinheit fordern sie letztlich die kostenlose Bereitstellung eines öffentlichen Standortes, um dort ein exklusives Gewerbe zum Verkauf von Strom an E-Autos zu errichten. Nach unserer Definition ist dies ganz eindeutig kein öffentlicher Ladepunkt, 39 9HUVLFKHUXQJHQ Ein kleines Restrisiko bleibt 'HU VFKODIHQGH 5LHVH Solarthermie in der Krise Ladeinfrastruktur wird nur dann gebaut, wenn jemand bereit ist, dafür zu zahlen. Die Motivation kann sehr unterschiedlich sein. Geht es heute noch primär um die Werbetafel mit Steckdose, wird sich morgen jede Steckdose rechnen müssen. Viele Autohersteller verweisen gerne auf die derzeit noch fehlende Infrastruktur. Solange es diese nicht gibt, so deren Argumentation, sei es nicht möglich Elektromobile auf den Markt zu bringen. Dieses vorgeschobene Problem soll aber primär davon ablenken, dass die meisten Autohersteller das Thema Elektroauto verschlafen haben und unfähig sind, funktionsfähige Fahrzeuge zu konkurrenzfähigen, attraktiven Preisen anzubieten. Das ist das eigentliche Problem. 2012 Der Aufbau läuft bereits (Schuko & CEE) Teil 1: Einführung und Hintergründe Keine Marktrelevanz Markthochlauf der Ladeinfrastruktur 2010 5HVVRXUFHQHI ]LHQ] Jedes dieser Konzepte hat andere Anforderungen an die technischen, betriebswirtschaftlichen und rechtlichen Rahmenbedingungen. Das Konzept der privaten Ladepunkte im öffentlichen Raum ist zwar wichtig, wird aber im weiteren nicht näher betrachtet, da es ein vereinfachter Sonderfall ist, der sich auch mit einfachen technischen Mitteln schnell umsetzen lässt. 39 $QODJH PLHWHQ Die Alternative zur Dachmiete (QHUJLHHI ]LHQ]QRUP ',1 Teil 2: Verwirklichung im Betrieb Schwerpunkt ENERGIERESSOURCEN Solare Klimaanlage beim Europäischen Fußballverband (Uefa) in Nyon am Genfer See Quelle: Margot Dertinger-Schmid SOLPOOL Nutzerinformation enthalten % ë t " ë t $) $)' *44/ /S Was ist öffentlich? sondern lediglich ein gewerblicher Ladepunkt im öffentlichen Raum. Andere, durchaus interessante Konzepte wollen vor allem die Laternenparker mit Infrastruktur versorgen und verfolgen deshalb Lösungen, mit denen exklusive, private Ladepunkte im öffentlichen Raum geschaffen werden sollen. Analog zu Anwohnerparkzonen sollen so reservierte Parkplätze mit Stromanschluss entstehen. Als drittes Beispiel gibt es jedoch auch die Möglichkeit echter, öffentlicher Ladepunkte. Also Infrastruktur, die von allen Bürgern bezahlt wurden (z.b. über Steuern oder Abgaben) und damit auch von allen Bürgern genutzt werden darf. Um die Doppeldeutigkeit des Begriffes öffentlich zu umgehen, bezeichnen wir dieses Konzept von nun an als kommunale Ladepunkte im öffentlichen Raum. Im Sinne dieser Aufteilung gibt es öffentliche Ladepunkte eigentlich überhaupt nicht. Es gibt nur den öffentlichen und den privaten Grund und Boden, auf dem wahlweise drei Arten von Infrastruktur geschaffen werden können: www.dgs.de t Seit 1975 auf dem Weg in die solare Zukunft V erfolgt man die Berichterstattung in der regionalen und überregionalen Presse, so wird einem der Eindruck vermittelt, als ob die Ladesäule vor dem örtlichen Rathaus der wichtigste Meilenstein auf dem Weg zur nachhaltigen Elektromobilität wäre. Es gibt kaum einen Energieversorger, der nicht versucht, auf diesem Wege sein Image aufzupolieren. Doch wie relevant sind diese Projekte? Wir werden in diesem Teil unserer Serie nicht nur darstellen, warum diese Ladesäulen nicht nur hoffnungslos überteuert, sondern auch nahezu wertlos und damit eine klassische Fehlinvestition sind. Wir werden auch erläutern, warum das Themenfeld der öffentlichen Infrastruktur, trotz seiner faktischen Bedeutungslosigkeit, dennoch aus technischer Sicht sehr spannend ist und eine besonders genaue Analyse verdient.

Merke! Es gibt (bisher) kein Geschäftsmodell für den reinen Betrieb von Stromtankstellen!

Merke! (Wechselstrom)-Ladesäulen sind auch nur Steckdosen!

Was können Kommunen heute machen?

Park und Charge... ein Gesamtkonzept Europaweit eine Vignette und ein Schlüssel. Als Wandbox oder als Säule oder, oder,...

Park und Charge... ist die wetterfeste, abschließbare Steckdose für den öffentlichen Raum.

Merke! Die Elektromobilität wird kommen schneller als man es ihr zutraut!

1. Die Technik war schon 1970 "tauglich" 2. E-Fahrzeuge sind (bis auf weiteres) keine "Renn-Reise-Limousinen" 3. Peak-Oil und die Benzin-Rationierung schafft den Markt 4. E-Mobilität wird nicht billiger sein... aber nachhaltiger und kalkulierbarer! 5. E-Mobilität braucht keine 4 Räder!

Elektromobilität... löst morgen nicht alle Probleme, aber wir müssen heute anfangen, damit wir über-über-über-morgen 100% Erneuerbar sein können.

www.dgs.de Tomi Engel tomi@objectfarm.org