Workshop Reihe Elektromobilität in Bayern

PV-basierte Ladestrategien zur wirtschaftlichen Optimierung der Elektromobilität

17. März 2015, Schletter GmbH, Kirchdorf

Bericht

  • Lösungen für Ladeinfrastruktur im öffentlichen Raum noch unzureichend
  • Analyse der Bewegungsprofile ist die Basis für die Optimierung im gewerblichen Einsatz
  • Die Kombination aus PV-Anlage und Elektromobilität bietet Chancen in der Eigenverbrauchsoptimierung

Der Strom aus PV-Anlagen ist in Mitteleuropa zu Preisen von etwa 11 Cent/KWh zu erzeugen und damit um die Hälfte günstiger als Strom aus dem Netz. Experten prognostizieren weiter fallende Anlagenkosten. Batteriespeicher, aktuell die Schlüsselkomponente bei der Entwicklung von Elektrofahrzeugen, stehen erst am Anfang ihrer Produktion in großtechnischem Maßstab und haben ebenfalls deutliches Optimierungspotenzial. Beides wird dazu beitragen, dass die schon heute wirtschaftliche Eigenverbrauchslösung weiter an Attraktivität gewinnt.

Wo liegen die Hebel, um dieser zukunftsträchtigen Kombination, PV und Elektromobilität, bei Ihrem Weg in den Markt auf die Überholspur zu verhelfen?

Diese Frage stand im Mittelpunkt des Workshops am 17. März 2015, der mit der Firma Schletter keinen besseren Gastgeber hätte finden können.

Nach der freundlichen Begrüßung durch Geschäftsführer Ludwig Schletter, bildeten einleitende Vorträge von Branchenkennern und Experten die Grundlage der anschließenden Diskussion.

Impulsvorträge

Impulsvortrag 1: Photovoltaik und Elektromobilität - Die perfekten Partner in Ökologie und Ökonomie

Referent: Dipl. Ing. Hans Urban, Schletter GmbH

Kernaussagen des Vortrags:

  • Die Energieerzeugung pro Fläche ist bei PV-Anlagen deutlich höher als bei einer Energieerzeugung über Biomasse. Daher ist die Kombination PV-Elektromobilität der Alternative Biokraftstoffe deutlich überlegen.
  • Elektromobilität ist die Basis steuerbarer elektrischer Last, die in Zukunft die Wirtschaftlichkeit eigenverbrauchsorientierter PV Anlagen weiter erhöht.
  • Die wirtschaftlichste Alternative für den Einsatz von PV-Strom stellt aufgrund der hohen Kraftstoffkosten und der schlechten Wirkungsgrade klassicher Antriebe die Nutzung im Elektrofahrzeug dar.
  • Die Wirtschaftlichkeit des Gesamtsystems wird durch eine integriertes Energiemanagementsystem gewährleistet, das Erzeugung und Verbrauch (Strom und Wärme), kundenindividuell optimiert.

Impulsvortrag 2: Intelligente Ladestrategien im Fuhrparkmanagement

Referent: Dipl.-Ing. Maximilian Stahl, Hochschule Kempten

  • Das Erfassen der Fahrzeugeinsatzprofile ist die erforderliche Basis wirtschaftlicher Optimierung.
  • Ein intelligentes Flottenmanagement ist unerlässlich für E-Fahrzeuge im Fahrzeugpool.
  • Weitere Optimierung ist möglich durch energieeffiziente Routenführungen unter Berücksichtigung des fahrzeugtypspezifischen Energiemodells sowie der geographischen und klimatischen Umweltbedingungen.
  • Erkenntnisse aus einer Vielzahl verschiedener Projekte liegen vor.

Impulsvortrag 3: Effiziente Antriebstechnologien der Zukunft

Referent: Tobias Rottwinkel, The Mobility House

  • Durch einen optimierten Eigenenergieverbrauch kann die Verbindung von Solarenergie und Elektrofahrzeug neue Wertschöpfungsmöglichkeiten erschließen.
  • Beispiel für Systemdienstleister Elektromobilität
  • Systematische  Eigenverbrauchsoptimierung:
    • Laststeuerung
    • Gesteuerter Ladevorgang
    • Rückspeisung
  • Die Teilnahme am Regelenergiemarkt kann Einnahmeoption sein.

Arbeitsgruppen: eigenverbrauchsorientierte Ladestrategien

Nach diesen einführenden Impulsvorträgen ging es in zwei separaten Arbeitsgruppen, gegliedert in gewerbliche und private Nutzung der Elektromobilität, an die Bearbeitung der Aufgabenstellungen. Die Diskussion der interdisziplinären Expertengruppen orientierte sich an zentralen Fragestellungen:

  • In wie weit kann die Nutzung regenerativer Energien die Markteinführung von Elektroautos beschleunigen
  • Bietet die Kombination PV/Elektromobilität Potenziale für Geschäftsmodelle
  • Für welche Marktteilnehmer könnten diese Modelle attraktiv sein

Arbeitsgruppe 1: Ladestrategie im gewerblichen Einsatz

Moderation: Dr. Guido Weißmann, Bayern Innovativ GmbH, Nürnberg

Inhalt und Vorgehen

Rund 25 Experten beteiligten sich an dem Expertengespräch. Zunächst wurde das Nutzungsverhalten der Zielgruppe „gewerblicher Einsatz“ konkretisiert.

  • Fahrzeugzugriff: viel Fahrzeuge, wenig Besitzer, Schulungsmöglichkeit
  • Potenzial: hohe Fahrleistung, hoher Stromverbrauch
  • Planbarkeit: geplante und bekannte Routen
  • Priorität: kostenorientiert / Wirtschaftlichkeit
  • Flexibilität: je nach Anwendungsfall schnelle Verfügbarkeit benötigt (Taxi, Dienstfahrt etc.) oder planbare Standzeiten möglich (Lieferdienst, Pflegedienst etc.)

Die ersten vier Eigenschaften erschienen dabei eher positiv für die Nutzung von PV-Strom. Bzgl. Flexibilität hängt die energieeffiziente Einbindung der Elektrofahrzeuge an eine PV-Anlage wesentlich von der Art der gewerblichen Anwendung ab. Planbare Fahrprofile – z.B. Liefer- oder Pflegedienste – sind dabei grundsätzlich einfacher zu kalkulieren als Anwendungen mit vorwiegend spontanen Fahrten bzw. einem hohen Bedarf an einer schnellen Verfügbarkeit – z.B. Taxibetrieb.

Die Diskussionsrunde wurde mit folgenden drei Themenkomplexen eröffnet:

  1. Energie-Autarkie / Eigenstromerzeugung
  2. Wirtschaftlichkeit von PV-Schnellladestationen
  3. Bereitstellung von Regelleistung und gesteuerte Lasten

Das Thema 2 fand dabei wenig Interesse bei den Experten, da dieser Bereich eher die Wirtschaftlichkeit einer Tankanlage und weniger den gewerblichen Einsatz von Elektrofahrzeugen adressiert. Insofern wurden in der Expertengruppe vorwiegend die Themen 1 und 3 diskutiert. Dabei zeigte sich eine starke inhaltliche Überschneidung, so dass rückblickend eine thematische Trennung nicht zwingend erschien.

Statements und Fazit

  • Rahmenbedingungen: Für eine wirtschaftlich optimale Kombination von Elektrofahrzeugen und eigener PV-Anlage stellt der heutige Rechtsrahmen noch diverse Hürden dar. Hierzu zählen u.a. EEG-Umlagen bei der bidirektionalen Nutzung der Autobatterie, geldwerte Vorteile beim kostenfreien Laden am Arbeitsplatz oder die Frage nach der energierechtlichen Funktion bei der Vermietung von Lade-Parkplätzen. Eine Anpassung bzw. Klärung des Rechtsrahmens könnte die Elektromobilität wesentlich beschleunigen.
  • Dienstwagen: Bei einer reinen Dienstnutzung eines e-Fahrzeuges wird kein steuerrechtliches Problem gesehen (z.B. Firmenfuhrpark). Eine private Nutzung von Dienstfahrzeugen ist steuerrechtlich hingegen zu prüfen (geldwerter Vorteil). Im Gegensatz zum Verbrenner (Tankquittung) kann beim Elektrofahrzeug nicht immer der Eigenanteil der Betriebskosten ermittelt werden.
  • Bidirektionales Laden: Grundsätzlich könnte man Elektrofahrzeuge bidirektional in ein Hausenergiemanagement einbinden. Entsprechende Systeme sind allerdings derzeit wirtschaftlich nicht sinnvoll sowie technisch nicht immer möglich (Infrastrukturrahmen, Normen und Standards). Außerdem scheinen Gewährleistungsfragen bei der Batteriealterung durch NICHT automotive Anwendungen noch unklar.
  • Gesteuertes Laden: Das gesteuerte Laden kann zur Reduktion von Stromkosten beitragen. Auf Kundenseite kann beispielsweise das Laden bei einem temporär hohen Strombedarf reduziert werden, um teure Verbrauchsspitzen zu vermeiden. Auch könnten billige Stromüberangebote im Netz genutzt werden, sofern der Versorger entsprechend flexible Tarife anbietet.
  • Bereitstellung von Regelenergie: Vielfach wird in den Medien auch die Bereitstellung kurzzeitiger Regelenergie zur Netzstabilisierung aufgeführt. Die Verfügbarkeit der angebotenen Leistung muss dabei sicher gestellt sein, was im Rahmen eins qualifizierten Flottenmanagements möglich ist. Die Speichergrößen sind in der Summe in der gewerblichen Nutzung dabei auch eher attraktiv als bei Einzelfahrzeugen. Die Herausforderung liegt in der längerfristigen Wirtschaftlichkeit bei dynamischen Marktbedingungen.

Arbeitsgruppe 2: Eigenverbrauchsoptimierung für Privatanwender

Moderation: Torsten Urban, Bayern Innovativ GmbH, Nürnberg

Inhalt und Vorgehen

Für Privatanwender standen die folgenden drei Szenarien zur Diskussion:

  • Eigenheim
  • Mehrparteienhaus mit Ladestation mit halböffentlichen und öffentlichen Raum
  • Standortübergreifende Lösungen für bilanziellen Eigenverbrauch

Nach kurzer Abstimmung war klar, dass man sich auf die Lösung Eigenheim fokussieren wollte, da der Weg zu tragfähigen Geschäftsmodellen für die anderen beiden Lösungen aus heutiger Sicht noch zu weit ist. Die Hindernisse im Einzelnen:

Mehrparteienhaus:

  • Rechtliche und steuerliche Rahmenbedingungen für die lokale Direktvermarktung von PV-Strom sind ungünstig
  • Keine Standards oder brauchbaren Lösungen für wirtschaftliche Ladeinfrastruktur im öffentlichen Raum
  • Hohe Hürden bei der Installation von Ladeinfrastruktur z.B. in Parkgaragen, sowie PV-Anlagen bei Eigentümergemeinschaft

Standortübergreifende Lösungen:

  • Energierechtsrahmen, insbesondere Unbundling mit Trennung von Verteilnetzbetrieb und Stromerzeugung erschwert Schaffung entsprechender Modelle
  • Wirtschaftlichkeit der Lösung schwierig, da Refinanzierung von Ladeinfrastruktur und Bezahlsystemen nicht darstellbar
  • Aktuell kein Fokus bei z.B. Stadtwerken, da Potenzial zu gering

Fazit

  • Die weitere Kostendegression bei Schlüsselkomponenten PV-Modul und Batterien wird die wirtschaftliche Attraktivität der Elektromobilität in den nächsten Jahren nochmals drastisch steigern. Gleichzeitig wird sich die Reichweite der Fahrzeuge optional erhöhen, so dass ein noch weiteres Nutzenspektrum adressiert wird.
  • Für die Lösung „Eigenheimbesitzer“ergeben sich damit vielfältige Möglichkeiten zur synergetischen Nutzung von Elektromobilität mit weiteren Schritten energetischer Optimierung.
    • Der Schlüssel zur schnellen Markteinführung derart attraktiver Eigenverbrauchslösungen liegt in der Umsetzung vor Ort mit Laststeuerung und optional Rückspeisung.
    • Kundenindividuelle Implementierungen - auf Basis vorintegrierter Lösungen aus industrieller Fertigung - sind die Domäne des Handwerks, hier liegen erhebliche Chancen. Die Herausforderung bei der Umsetzung liegt in der vergleichsweise hohen Komplexität und den noch unzureichenden Standards. Es besteht Schulungsbedarf.
    • Die Implementierung wird künftig durch zunehmend vorintegrierte Lösungen erleichtert. Offen bleibt, wer sich als Hersteller dieser Lösungen etabliert. Denkbar wäre hier ein stärkeres Engagement der Automobilhersteller, die sich künftig verstärkt als Systemanbieter verstehen. Wahrscheinlicher sind allerdings Lösungen von etablierten Herstellern aus dem Bereich Elektrohandwerk und Heizungsbau, die künftig ohnehin enger zusammenwachsen. Weitere Optionen sind Anbieter aus dem Bereich IT, Automation.
  • Der Klärungsbedarf bei Fahrzeugen, die üblicherweise im öffentlichen oder halböffentlichen Raum parken, ist derzeit noch viel grundlegender. Es müssen Lösungen gefunden werden, die Laternenparker nicht von der Elektromobilität ausschließen, um insbesondere auch Ballungsräume zu erschließen. Elektromobilität darf keine „Luxuslösung“ sein und der Ruf nach Unterstützung durch die Kommunen muß mit dem Angebot wirtschaftlicher und geeigneter Konzepte einhergehen. Hier besteht Handlungsbedarf.
  • Die Lösung „delokalisiertes Laden“ steht derzeit im Widerspruch zum bestehenden Energierechtsrahmen. Eine fundierte Diskussion erscheint daher noch nicht möglich.

 

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