Vortragsfolien zum

Ladeinfrastruktur für E-Fahrzeuge:
Stand der Technik und Übersicht aktueller
Schwerpunkte
Vortrag im Rahmen des ECOMOBIL-Workshops
in Offenburg
Dr. Jürgen Gabriel / Robert Kuhfuss
12.11.2014
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
IFAM
Vergleich Kraftstoff tanken und Strom laden
Einm al
v olltanken
oder v ollladen
Konv entionelles
Kraftfahrzeug
ElektroFahrzeug
(Batterie)
Reichweite
> 700 km
< 150 km
Tank-/
Ladehäufigkeit
Alle 2 Wochen
Jeden 3. Tag
oder 30% pro
Tag
Dauer des Tank-/
Ladevorgangs
3 Minuten
0,5 – 8 Stunden
Quelle: Fraunhofer ISI, November 2012
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
1
IFAM
Systemansätze zum Laden
Quelle: BMVI, Februar 2014
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
2
IFAM
Beispiele für aktuelle Ladetechnologie
Quelle: Mennekes 2014
Quelle: BMVI, Februar 2014
Quelle: Bimmert 2014
Quelle: Greenmotorsblog 2013
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
3
IFAM
Lade-Modus und Ladestecker
Quelle: alle Bilder aus: BMVI, Februar 2014
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
4
IFAM
Ladestecker für die DC-Ladung
Entwickelt in Japan, vor allem im asiatischen
Raum weit verbreitet. In Europa ca. 600 –
1.000 CHAdeMO-DC-Ladestationen.
Combined Charging System
(CCS) durch deutsche und
amerikanische AutomobilOEMs getragenes System
zur Schnellladung. Erlaubt
AC-Ladung, DC-High- und
DC-Low-Ladung.
Quelle: alle Bilder aus: BMVI, Februar 2014
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
5
IFAM
Ladedauer abhängig von Ladeleistung
Quelle: BMVI, Februar 2014
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
6
IFAM
Wie „öffentlich“ ist die Ladeinfrastruktur?
Quelle: BMVI, Februar 2014; nach J. Reinke, TU Berlin Fachgebiet Wirtschafts- und Infrastrukturpolitik (WIP), 2011
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
7
IFAM
Für jeden Platz die passende Ladetechnologie
Quelle: T-online 2014
Quelle: Bimmert 2014
Quelle: Saarbrücken 2014
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
Quelle: BMW 2014
Quelle: Danzei 2014
8
IFAM
Fragen zur Ladeinfrastruktur aus Nutzersicht
Der E-Fahrzeug-Nutzer fragt s ich (oder uns ):
•
Wo möchte ich laden? Wo kann ich laden?
• Wohnort, Arbeitsplatz, Einkaufszentrum, Freizeit, Autobahn
•
Wie schnell kann ich laden?
• Ist abhängig von der Leistung (kW) der Ladeinfrastruktur
•
Welchen „Schlüssel“ brauche ich, um an einem konkreten Ladepunkt
Strom zu erhalten? Wie erhalte ich „Zugang“ zur LIS?
•
•
•
•
RFID-Karte des Betreibers oder eines Ladenetzes
Handy oder Smartphone
Bargeld, EC-Karte, Kreditkarte
Powerline-Communication (PLC)
•
Muss ich für den Strom bezahlen? Wie wird abgerechnet?
•
Kann ich einen Ladepunkt für eine gewünschte Ladezeit reservieren?
Antw orten findet m an u.a. bei:
•
www.ladenetz.de oder www.goingelectric.de oder www.LEMnet.org
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
9
IFAM
Ladestation finden (Beispiel)
Quelle: Goingelectric 2014
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
10
IFAM
Wer baut in Deutschland Lade-Netze auf?
• Modellregionen und „Schaufenster“ mit öffentlicher Förderung
• Kommunen und Energieversorger in enger Kooperation
• Private Anbieter / Organisationen wie z.B. The New Motion
• Autoindustrie wie z.B. Nissan oder Tesla
• BMW baut nicht selbst, kooperiert aber mit ladenetz.de
• S LAM – S chnellladenetz für Achs en und Metropolen (S tart April 2014)
• Förderung durch Bundesministerium für Wirtschaft und Energie
• Partner: BMW, Daimler, Porsche, VW, RWTH Aachen, DG Verlag, EnBW
sowie die Universität Stuttgart plus assoziierte Partner
• Ziel: Untersuchung von Geschäftsmodellen für den Betrieb von Schnellladestationen in Metropolen und entlang der verbindenden Achsen
• 400 neue Ladestationen geplant
• CCS-konforme Ladesäulen, die AC und DC-Laden unterstützen
• Bundes- und europaweites Zugangs- und Abrechnungssystem als Ziel
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
11
IFAM
Worauf ist beim Bau von Ladenetzen zu achten?
• Interoperabilität: Jeder Elektroautonutzer soll an jeder freien Ladesäule
laden können.
• Einheitliche technische Standards, z.B. Stecker
• Vernetzung der Ladestationen
• Einfacher Zugang, einfache Bezahlsysteme
• Dis krim inierungs freiheit: Ladung an jeder Ladesäule ohne vorherige
vertragliche Bindung mit dem LIS-Betreiber. Einmalige Anmeldung „am
Heimatort“ oder beim „Heimat-EVU“ soll ausreichen.
• Zielgruppe und kleinräum iger Bedarf (Beispiel Kommune)
• Für wen? (Nutzergruppen bzw. Anwendungsfälle)
• Kooperationspartner – z.B. lokale oder überregionale EVU und/oder
ein Ladenetzwerk
• Welche Ladetechnik, z.B. AC- oder DC-Laden
• Wie viele LIS-Standorte und wie viele Ladepunkte insgesamt
• Konkrete Standorte festlegen
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
12
IFAM
Beispiele Planung regionaler Ladenetze
• Kom pendium „Öffentliche Ladeinfras truktur“ des BMWI enthält
Kapitel „Bedarfsgerechter Aufbau von Ladeinfrastruktur“ mit vielen
Praxisbeispielen
• Berlin legt den Schwerpunkt auf die Versorgung von großen CarsharingFlotten mit Elektrofahrzeugen
• Detaillierte Analyse von Verkehrsströmen, Quell- und Zielverkehr
• Perspektivwechsel vom Nutzer zum Fahrzeug
• Ham burg hat einen „Masterplan öffentliche Ladeinfrastruktur“
erarbeitet
• Ausbau der LIS 2013 bis 2015
• Ende 2013 geschätzter Bedarf: 600 Ladepunkte, dar. 70 DC-Kombi-Lader
• Ständiges Monitoring der bereits aufgebauten Infrastruktur und ihrer
Nutzung als Basis für Anpassung des Prozesses
• Göppingen entwickelt „elektromobile Quartierstypologie“
• Unterscheidung nach der Art und Dichte der Bebauung
• Typischer LIS-Bedarf für die Quartierstypen
• Evaluation und Auswahl von Standortvorschlägen im Rahmen einer
Multi-Stakeholder-Diskussion
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
13
IFAM
Quartierstypen in Göppingen
Quelle: BMVI, Februar 2014
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
14
IFAM
Standortvorschläge für Ladeinfrastruktur
Quelle: BMVI, Februar 2014
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
15
IFAM
Ladeinfrastruktur in Deutschland: aktueller Stand
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
16
IFAM
Ziele DC-Schnellladeinfrastruktur
Quelle: Pallasch, NOW GmbH, 09/2014
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
17
IFAM
Projekte DC-Schnellladeinfrastruktur
Quelle: Pallasch, NOW GmbH, 09/2014
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
18
IFAM
Internationalisierung der Ladenetze
• Einigung auf Lades tecker Ty p 2 war wichtiger Schritt
• Konkurrenz v ers chiedener S chnelllades y s tem e
• CHAdeMO, Combo, Supercharger-Netz TESLA
• Interoperabilität und Dis krim inierungs freiheit innerhalb der EU
noch nicht gegeben
• „Clean Pow er for Trans port“-Initiativ e EU (Richtlinie April 2014)
• Nachhaltige EU-Strategie für alternative Kraftstoffe einschließlich der
erforderlichen Infrastruktur
• Elektrizität, Wasserstoff, Biokraftstoffe, Erdgas (in versch. Formen)
• Mindestzahl von Ladestationen (Ende 2020) für batterieelektrische
Fahrzeuge für jeden Mitgliedstaat, darunter 10% öffentlich zugänglich
• Deutschland: 1,5 Mio. Ladestationen, davon150.000 öffentlich
• Deuts ch-Französ is che Zus am m enarbeit in mehreren Projekten
• „Rhein Mobil“ (Start 2012) und CROME (2011-2013)
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
TEN-T Programm
19
IFAM
Beispiel Fastned in den Niederlanden
Quelle: Fastned 2014
Quelle: E-stations 2014
• „Weltweit grösstes Netz von Schnellladestationen für Elektroautos“ (7/2013)
• Mehr als 200 Fastned-Stationen mit mehreren Multistandard-Schnellladern
mit einer Leistung von 50 kW
• 15-30 Minuten Aufladezeit
• Im Abstand von maximal 50 Kilometern an allen Autobahnen
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
20
IFAM
Aktuelle Schwerpunkte
• Regional
• Modellregionen und Schaufensterregionen
• Technologie im Einsatz
• Wallboxes bei privaten Haushalten
• AC-Ladesäulen in der Öffentlichkeit
• Aufbau Schnellladestations-Netz SLAM
• Vernetzung
• „Integriertes E-Roamingsystem für öffentliche LIS“ umfasst etwa 80%
der derzeit 4.400 öffentlichen Ladepunkte (BMWI, 23.10.2014)
• „Märkte anstoßen“ – öffentliches Engagement
• Förderung durch Bundesregierung, Länder und Kommunen
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
21
IFAM
Schwerpunkte Begleitforschung Ladeinfrastruktur
Vom BMVI geförderte Begleitfors chung zu Elektrom obilität
• Koordination durch NOW
• Schwerpunkte Begleitforschung Ladeinfrastruktur
• Überblick Kosten der Infrastruktur
• Später: Geschäftsmodelle
• Rechtliche Aspekte/Hemmnisse des Ladens beim Arbeitgeber
• Rechtliche Aspekte Installation von LIS in Mehrfamilienhäusern
• Verbesserung der Interoperabilität
• Ermittlung des lokalen / regionalen Bedarfs an LIS und Unterstützung
der konkreten Standortplanung
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
22
IFAM
Diverse Veröffentlichungen vorhanden
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
23
IFAM
(Aus-)Blick nach Japan
Lade-Flatrate in Japan: Nissan-Kunden in Japan können jetzt für
umgerechnet 21 Euro pro Monat alle Ladestationen des “Japan Battery
Charge Service” unbegrenzt nutzen. Der JBCS ist ein Zusammenschluss von
Nissan, Toyota, Mitsubishi und Honda, der bis März 2015 rund 2.500
Schnelllader in Betrieb haben will.
Quelle: electrive.net today, Branchendienst für Elektromobilität, Ausgabe
06.11.2014
Vergleiche auch: AHK Japan 2014
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
24
IFAM
VIELEN DANK FÜR IHRE ZEIT
UND IHRE AUFMERKSAMKEIT
Gerne stelle ich mich Ihren Fragen!
Dr. Jürgen Gabriel, Fraunhofer IFAM, Energiesystemanalyse
juergen.gabriel@ifam.fraunhofer.de, +49 (0) 421 2246 – 7016
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
IFAM
Quellen
ABB 2014: Download unter http://www.abb.de/cawp/seitp202/c518384191276530c1257ba20045ca71.aspx am 6.11.2014
AHK Japan 2014: Download unter http://www.japan.ahk.de/news/news-einzelansicht/artikel/nissan-weitet-lade-servicesaus/?cHash=67ed13390cf150e682d13064a50e981f am 6.11.2014
Bimmert 2014: Download unter http://www.bimmertoday.de/wp-content/uploads/BMW-i-Wallbox-Ladestation-Elektro.jpg am 5.11.2014
BMW 2014: Download unter https://mediapool.bmwgroup.com/cache/P9/201411/P90168294/P90168294-light-and-charge-prototype-112014-219px.jpg am 6.11.2014
BMVI 2014: Bundesministerium für Verkehr und digitale Infrastruktur (BMVI): Kompendium für den interoperablen und bedarfsgerechten
Aufbau von Infrastruktur für Elektrofahrzeuge. Berlin, Februar 2014
CROME 2013: Download unter http://crome-projekt.de/index.php?id=307 am 6.11.2014
Danzei 2014: Download unter http://www.danzei.de/wp-content/uploads/2013/07/Renault_ZOE_RWE-Ladestation_Tecklenburg1.jpg am
5.11.2014
E-stations 2014: Download unter http://blog.e-stations.ch/wpcontent/uploads/sites/7/2013/07/Map+Netherlands+with+charging+stations.jpg am 6.11.2014
Fastned 2014: Download unter http://www.bem-ev.de/fastned-b-v/ am 6.11.2014
Fraunhofer ISI 2012: Plötz, P., Dütschke, E., Gnann, T., Schneider, U. und Wietschel, M.: „Do we need (public) charging infrastructure for
electric vehicles? Vortrag im Rahmen der CRIE future mobility Fachkonferenz. Bremen, November 2012
Goingelectric 2014: Download unter http://www.goingelectric.de/stromtankstellen/Deutschland/Bremen/Parkhaus-Stephani-Neuenstrasse43/563/ am 5.11.2014
Greenmotorsblog 2013: Download unter http://www.greenmotorsblog.de/wp-content/uploads/2013/02/Ubitricity-SSD-Laterne.jpg am
5.11.2014
Mennekes 2014: Download unter http://www.mennekes.de/index.php?id=amtron_wallboxen am 4.11.2014
Saarbrücken 2014: Download unter http://www.saarbruecken.de/cache/media/attachments/2014/05/x650_y487_e44290_05.jpg am 5.11.2014
SLAM 2014: Download unter http://electricroute.de/wp-content/uploads/2014/04/Mercedes-Benz_B-Klasse_Electric_Drive-1040x440.jpg am
5.11.2014
t-online 2014: Download unter http://bilder.t-online.de/b/56/07/23/42/id_56072342/tid_da/strom-tanken-soll-wie-hier-in-einem-parkhausbald-ueberall-moeglich-sein.jpg am 5.11.2014
Jürgen Gabriel
© Fraunhofer
26
IFAM