Schlüssel zur erfolgreichen Elektromobilität Vernetzte DC Schnellladeinfrastruktur - Anwendungsszenarien Thomas Hering, ABB EVC Road, Juni 2016 © ABB Group June 29, 2016 | Slide 1
Schlüssel zur erfolgreichen ElektromobilitätVernetzte DC Schnellladeinfrastruktur -Anwendungsszenarien
Thomas Hering, ABB EVC Road, Juni 2016
© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 1
ABB: Führend bei Energie- und AutomationstechnikIhr globaler Partner
© ABB Group29. Juni 2016 | Slide 2
35Mrd.
Umsatz
(2015)Nieder-
lassungen in
~100 Ländern
~135.000 Mitarbeiter,
Hauptsitz in
Zürich
7 Forschungszentren weltweit,
mit mehr als 8.000 Technologen
Jährliche Investitionen von
1,5 Mrd.USD in Innovationen.
© ABB Group
June 30, 2016 | Slide 3
Ra
ilM
ari
ne
Ca
rsB
use
s
1900 1950 2000 2010 Heute
First electric trains (FR, CH,
SE,..)
Modern locomotives (>120 kmh)
High-speed trains, business refocus
>300 MUSD rolling stock propulsion business, ~1 $ billion overall rail business
First AZIPOD electric drive
launched
Propelling world’s largest ship, icebreakers, tankers, >7,500,000 operating hours, installed at >30 shipyards
Installed nationwide fast charging networks in the world,
>4.000 fast chargers sold
TOSA flash-charged
articulated electrical bus
Aktivitäten im Bereich der elektrischen AntriebstechnikTechnologie und Innovation seit über 100 Jahren
Fast charging for electrical
buses
High Power fast charging
ABB als globaler Partner für SchnellladesystemeFelderprobte Technologie und Service seit 2010
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ABB DC Schnellladeinfrastruktur
Aktiv seit: 2010
Installierte Basis: > 4.000 ABB DC
Schnelllader weltweit, größte installierte
Basis, Servicepartner
Regionen: Europa, Amerika, Afrika, Asien,
China, Ozeanien
Standards: CCS-1, CCS-2, GB/T,
CHAdeMO, ISO 15118, IEC-61851-23, SAE
J1772
Konnektivität: Fernsteuerung, -Management
und Support, > 99,5% Verfügbarkeit, globale
Integration in Bezahlsysteme, RFID,
Smartphone, EC- und Kreditkarten, uvm.
Investitionssicherheit durch ZukunftsorientierungLadeinfrastruktur als Teil intelligenter Stromnetze
Schaltanlagen
Power systems
Netzautomatisierung
SCADA & Ventyx
Erneuerbare Energien
HVDC, solar, wind
Komponenten
DIN rail & distribution boards
Gebäudeautomation
KNX, energy mngt.
Energiespeicher
B.E.S.S.
Netzqualität
PQF, PCS100
Softwaredienste für
Schnellladenetzwerke
Connected services
DC Schnell-
ladestationen
ABB Terra Systeme, Wallbox
© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 5
Integration der ABB Lösungen entlang
der vollständigen Energie-
Wertschöpfungskette der Zukunft
Traktionssysteme
Motoren und Wanler
eBus Ladesysteme
ABB Terra XB
Einleitung Elektromobilität Was treibt die Entwicklung der Elektromobilität
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Einleitung ElektromobilitätLaden gestern und heute – “back to the future”
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China im Wandel
168 DC Schnelllader in 1
Tiefgarage
„Tanken im“ Jahr 1911
Natürlich elektrisch
Einleitung ElektromobilitätViele Gründe sprechen für Elektromobilität
ImageUmweltschutz
Lokale Vermeidung
von SmogUnabhängigkeit
Technologie
Kundenbindung
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Zukünftig: Wirtschaftlichkeit
Einleitung Elektromobilität„Well-to-wheel“ Effizienz alternativer Energien
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Biokraftstoff: 7km
Wasserstoff: 160km
Rein elektrisch: 380km
A solar panel
delivers 105 kWh/m².
A solar panel
delivers 105 kWh/m².
After distribution, charging and storage
in the battery, 77kWh is available to the motor.
An EV drives 5km/kWh, so
77kWh gives 380km range.
After electrolysis, compression and
distribution 63kWh goes into the tank.
The fuel cell generates 31.5kWh of
electricity. The vehicle drives 5km/kWh,
so 31.5kWh gives 160km range.
Most efficient energy crops (palm oil, sugar cane) deliver 0.5L/m²
including sowing, fertilizing, harvesting, refinement and distribution. A vehicle drives 15km/L, so
0.5L gives 7km range.
Original source: Auke Hoekstra, Eindhoven University of Technology. Data was modified due to improved performance of biofuel and hydrogen.
Einleitung ElektromobilitätEinflussfaktoren auf eine erfolgreiche Transition
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Durchbrechen der Henne-Ei-Problematik:
wer investiert zuerst?
Bereitschaft zu Investition von Regierung,
Unternehmen und Endkunden
Einfache Zahlungsmodalitäten an
Ladestationen, z.B. EC- und Kreditkarte
Zukunftssichere Anlagen durch
Schnittstellen (Smart Grid und Home) und
Aufwärtskompatibilität
Reichweitenproblem durch Schnell-
Ladetechnologie lösbar: Ziel 400km
Grundbegriffe der ElektromobilitätLadeleistung - Wie schnell kann ich mein EV laden?
1,7 3,7 3,7
20
80
3,7 7,4
22
50
150
0
20
40
60
80
100
120
140
160
AC langsamSchukoMode 1
AC langsamICCB-Kabel
Mode 2
AC StationMode 3
DC SchnellladerMode 4
DC High PowerMode 4
Lad
ele
istu
ng
[kW
]
Von Bis
• Maßgeblich für die Kundenzufriedenheit ist die Ladedauer
• Maßgeblich für die Ladedauer ist die Ladeleistung (kW)
© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 11
Mit 50 kW
lädt man
einen BMW
i3 in 15min
auf (80% SOC)
bis 300kW
DC- und AC- Laden im SystemvergleichOn-Board vs. Off-Board Leistungselektronik
© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 12
CHAdeMO
module
DC
SchnelladerOn-Board
Lader
Li-ion
Batterie
BMS
Jedes Fahrzeug verfügt über zusätzliche
Leistungselektronik
Leistungselektronik in der Station wird
von allen Nutzern finanziert
AC Laden DC Schnellladen
ElektromobilitätWie geht es weiter?
© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 13
Serien-Elektrofahrzeuge in Europa Entscheidung für DC zeigt sich auch bei Modellen
Mercedes
Vito E-cell
Peugeot iOn
Citroën C-Zero
On the roads
Ford
Focus Electric
Volkswagen
e-Golf
Nissan Leaf 1.0
Mitsubishi i-MiEV
Volkswagen
e-UP!
Smart ED
Gen 1Renault
Twizy
Renault
Fluence ZE
Nissan e-NV200Peugeot
Partner-EV
Citroën Berlingo EV
Mercedes B class
Renault
Kangoo ZE
Kia
Soul-EVMitsubishi
Outlander PHEV
2015 2016 2017
Nissan
Leaf 30 kWh
Nissan Leaf 1.1
Tesla Model S
(adapter)
Chevrolet
Bolt EV
2018 >
Hyundai
IoniqTesla Model X
(adapter)
Porsche
Mission E
Volkswagen
e-Golf 1.1
Audi
e-Tron Quattro
Volkswagen
e-Polo
Smart ED (Option)
BMW
i3
Only AC slow (3.6-7.2 kW)
DC fast charging CCS (50 kW)
DC fast charging CHAdeMO(50 kW)
AC fast charging(43 kW)
AC medium fast charging(22 kW)
AC charging(11 kW)
Renault Zoe ZE
Renault Zoe 1.1
Audi R8 e-tron
BMW i3 1.1
Tesla
Model 3 CCS?
DC ultra fast charging CCS high-power (>>150 kW)
Nissan
Leaf 2.0
CCS/CHAdeMO?
500 km 500 km
300 km
180 km
500 km
130 km
130 km
110 km
320 km
130 km 110 km
150 km 450 km
450 km
… km
450 km
110 km
110 km
110 km
120 km
110 km
110 km
130 km
130 km
150 km
110 km
Apple
iCar CCS?Opel
Ampera-E
300 km
Jaguar
EV confirmed
Audi A2
?? km
Daimler
‘saloon’
?? km
AstonMartin
RapidE
?? km
Infinity LE
200 km
Honda Fit
100 km
Tesla Model Y
?? km
?? km
JLR E-Pace
400 km
VW Budd-e
Renault Zoe 2.0
?? km
Serien-Elektrofahrzeuge in EuropaEntwicklung der Akku-Kapazitäten
Tesla Model S
70-90 kWh
Renault Twizy
7 kWh
VW e-Golf
24,2 kWh
Ford Focus
Electric
23 kWh
Peugeot iOn
14,5 kWh
Renault
Zoe ZE
22 kWh
Kia Soul-EV
27 kWh
Nissan Leaf 1.0
24 kWh
Smart fortwo ED
17,6 kWh
Mercedes
B Klasse
28,5 kWh
Nissan e-NV200
24 kWh
Renault
Kangoo ZE
22 kWhMitsubishi
i-Mi EV
20 kWh
Peugot
Partner – EV
22,5 kWh
Citroën C-Zero
14,5 kWh
Citroën
Berlingo EV
22,5 kWh
Mercedes
Vito E-cell
36 kWh
Renault
Fluence ZE
22 kWh
VW e-UP!
18,7 kWh
BMW I3
18,8 kWh
Opel
Ampera e
60 kWh
Tesla Model 3
60 kWh
BMW I3
33 kWh
2016
Audi
E-Tron
70-90 kWh
Porsche
Mission-e
80-95kWh
Nissan Leaf 2.0
60 kWh
1st Generation
…Reichweiten über 300km
werden zum Standard!
…das Nachladen wird
seltener!
Serien-Elektrofahrzeuge in Europa50kW Ladeleistung auch nach 2020 relevant
Multi-Standard Ladelösung Terra 53 & Terra 23/33Allgemeine Erklärung der Namensgebung
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Terra 53 (50kW)
Terra 33 (30kW)
C - (Combo) = Combined Charging Systems (CCS) - DC
J - (Japan) = CHAdeMO - DC
Terra 23 (20kW) T - (Socket) = Type 2 socket - AC
G - (Grid) = Cable + Type 2 Connector - AC
CCSAC
CHAdeMO
Mobilitätsbedürfnisse der Zukunft – Laden „überall“Anwendungsfälle
Highway: Autobahnen und Schnelllstraßen
Laden wenn Batteriestand niedrig
Ladezeit: 15 - 30 Minuten
Heimladen: Garage oder Car-Port
Aufladen bei langfristigem Aufenthalt
Ladezeit: 120 Minuten (“Familienrhytmus”)Ladezeit: 8 Stunden (“Über-Nacht”)
Commercial: Filialen, Parkplätze, POIs
Zwischenzeitliches Aufladen bei geplantem Stopp/Aufenthalt
Ladezeit: 30 - 120 Minuten
Office: Parkplätze, Parkhäuser, Flotten
Aufladen bei längerem Aufenthalt
Ladezeit: 30 - 120 MinutenLadezeit: 8 Stunden (“Arbeitstag”)
© ABB Group
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Mobilitätsbedürfnisse der Zukunft – Laden „überall“Verweildauer bestimmt Ladeinfrastruktur…
© ABB Group
June 29, 2016 | Slide 19
Nutzung
Reichweite
… und Auslastbarkeit Ihrer Elektrofahrzeuge!
Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario „Heim-Laden“ Eigenheim
Laden in heimischer Garage
Anforderungen an Ladeinfrastruktur:
Robust und günstig
Ladezeiten: lange bis mittel
Regulär: 6 bis 8 Stunden („Nacht-Laden“)
Komfort: 120 Minuten (“Familien-Rhytmus”)
© ABB GroupJune 30, 2016 | Slide 20
Empfehlung:
• AC 7-11KW
oder
• DC 20kW
Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario „Heim-Laden“ Mehrfamilienhaus
Laden in Tiefgarage oder Parkplatz an vordefiniertem
EV-Car-Sharing-Punkt
Bewohner teilen sich (finanziell) ein oder mehrere EVs
Anforderungen an Ladeinfrastruktur:
Robust und schnell
Ladezeiten: schnell
Schnell: 15 Minuten bis 1 Stunde
Fahrzeug(e) jederzeit Einsatzbereit
© ABB GroupJune 30, 2016 | Slide 21
Empfehlung:
• 1x Terra 23/53 mit 3 Ladesteckern
• Optimale Auslastung Fahrzeug und
Ladeinfrastruktur
Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario „Office-Laden“
Laden an Ladeinfrastruktur des Unternehmens
Anforderungen an Ladeinfrastruktur:
Robust, vernetzt und günstig
Lastmanagement (Kostenminimierung)
Ladezeiten: lange bis schnell
Regulär: 6 bis 8 Stunden („Arbeitstag“)
Komfort: 120 Minuten
Schnell: 15 Minuten bis 1 Stunde („Meeting und
Flotten“)
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Empfehlung:
• Start: 1x Terra 23/53 mit 3
Ladesteckern
• Erweiterung: AC 7-11kW
oder DC 20kW
Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario „Commercial-Laden“
Filialbetreiber und Parkflächenbesitzer in
Innenstadtbereichen werden Mobilitätsanbieter der Zukunft
Keine Konzessionen zum Verkauf von Mobilität mehr nötig
Langfristige Kundenbindung und Imagevorteil
Anforderungen an Ladeinfrastruktur:
Robust, vernetzt und schnell
Lastmanagement (Netzanschluss)
Ladezeiten: mittel bis schnell
Mittel: 120 Minuten („Einkaufszentren“)
Schnell: 30 Minuten bis 1 Stunde („Dauer des
wöchentlichen Lebensmittel-Einkaufs“)
© ABB GroupJune 30, 2016 | Slide 23
Empfehlung:
• Start: 1x Terra 23 mit 3 Ladesteckern
• Erweiterung: weitere Terra 23 Systeme
• Erweiterung 2: Aufrüstung auf Terra 53
Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario „Highway“
© ABB GroupJune 30, 2016 | Slide 24
Stadt EV’s
Langstrecken
EV’s
Autobahnen und
Schnellstraßen
Metropolregionen
Städte & Ballungsräume
VS.
Stadt EV’s
Langstrecken
EV’s
%
50 kW DC-Laden 50 - 300 kW DC-Laden
%
Lokation und Fahrzeuge bestimmen die Ladeleistung
Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario „Highway“
© ABB GroupJune 30, 2016 | Slide 25
Autobahnen und
Schnellstraßen
Metropolregionen
Städte & Ballungsräume
VS.
Empfehlung: Sprechen Sie uns an!
50 kW DC-Laden 50 - 300 kW DC-Laden
Mobilitätsbedürfnisse der ZukunftAnwendungsszenario 5 – eBus Laden
© ABB GroupJune 30, 2016 | Slide 26
Vorgefertigte eBus-
Trafostationen
DC Schnellladesysteme
ABB Terra XB
TOSA Antriebs- und
Ladesystem
Traktionssysteme,
Motoren und Batterien
Infrastruktur- und Onboard Systeme aus einer Hand
Exkurs: ABB Elektromobilitätslösungen für den ÖPNVTOSA – Schnellstladung binnen 15 Sekunden
© ABB Automation Products GmbH June 29, 2016 | Slide 27
© ABB Group
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Note: Product is currently under development
Exkurs: ABB Elektromobilitätslösungen für den ÖPNVABB „Poseidon“ – Normengerechte Endpunkt Ladung
Erfahrungen mit (Schnell-) LadeinfrastrukturenWirtschaftlicher Betrieb - Kostenbetrachtung
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€ ??
Wirtschaftlicher Betrieb von LadeinfrastrukturenKostenpositionen vs. Einnahmen
© ABB Automation Products GmbH June 29, 2016 | Slide 30
Invest
(CAPEX)
Betrieb
(OPEX)
Hardware
Bauleistungen und
Elektroinstallation
Inbetriebnahme
Projekt- und Planungskosten
Wartungsvertrag
Netzanschluss
Abrechnung, Kommunikation
und IT
Einnahmen
Ladungen
Stromkosten
Einnahmen
über
Stromkosten
Imagegewinn
Wirtschaftlicher Betrieb von LadeinfrastrukturenDetail und Annahmen - Kostenpositionen „Invest“
© ABB Automation Products GmbH June 29, 2016 | Slide 31
Invest
(CAPEX)
Hardware
Bauleistungen und
Elektroinstallation
Inbetriebnahme
Projekt- und Planungskosten
Ladestation, inklusive Optionen
500€ - 1.000€ je Meter Kabel zzgl. Kosten
für Fundament/ Erdaushub;
Durchschnittswert
Finale Prüfung und Aktivierung
Projektmanagement, Koordination der
Subunternehmer, Genehmigungen
27.000 €
8.000 €
1.000 €
1.000 €
37.000 €
oder
5.280€ p.a.
Weitere Annahmen:
• Nutzung / Abschreibung mind. 7 Jahre
Wirtschaftlicher Betrieb von LadeinfrastrukturenDetail und Annahmen - Kostenpositionen „Betrieb“
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Betrieb
(OPEX)
Wartungsvertrag
Netzanschluss
Abrechnung, Kommunikation
und IT
Stromkosten
Fernwartung, Softwareupdates, Hotlines,
proaktive Störfall-vermeidung, inkl.
Wartung vor Ort
Netzanschlusskosten etwa 10€ bis 30€
je kW Leistung
IT-Kosten inkl. Datenvolumen und
Backendgebühren
Variable Stromkosten; etwa 0,25 € je
kWh
2.000 € p.a.
1.000 € p.a.
400 € p.a.
tbd
3.400 € p.a.
Wirtschaftlicher Betrieb von LadeinfrastrukturenPraxis: mittlere Lademenge und Ladehäufigkeit steigt*
-1000
1000
3000
5000
7000
9000
11000
13000
15000
0
10000
20000
30000
40000
50000
60000
Jan14
Mrz14
Mai14
Jul14
Sep14
Nov14
Jan15
Mrz15
Mai15
Jul15
Sep15
[# je M
ona
t]
[kW
h je M
ona
t]
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Energiemenge
Ladeprozesse gesamt
16.000 kWh
3.400 LP
= 4,7 kWh
54.000 kWh
8.700 LP
= 6,2 kWh
*Auswahl an kommerziell betriebenen ABB Schnellladern in Deutschland
1 1,9
Wirtschaftlicher Betrieb von LadeinfrastrukturenErgebnis
© ABB Automation Products GmbH June 29, 2016 | Slide 34
Invest*
(CAPEX)
Betrieb*
(OPEX)
Einnahmen
Ladungen
Kosten Jahr 1 Jahr 2 Jahr 3
fix Finanzierung/ Abschreibung € 5.280 € 5.280 € 5.280
fix Servicekosten € 2.000 € 2.000 € 2.000
fix Betriebskosten € 1.400 € 1.400 € 1.400
variable Stromkosten <10 kWh € 1,75 € 2.874,38 € 5.748,75 € 10.475,50Gesamtkosten p.a. € 11.554,38 € 14.428,75 € 19.155,50
Einnahmen Auslastung 5% 10% 20%
DC 50 kW Session je Tag 70 3,5 7 14
AC 22kW Session je Tag 12 1 2 2,4
DC 50 kW Session je Jahr 25550 1277,5 2555 5110
AC 22kW Session je Jahr 4380 365 730 876
DC Umsatz p.a. 7,50 € € 9.581,25 € 19.162,50 € 38.325,00
AC Umsatz p.a. 5 € € 1.825,00 € 3.650,00 € 4.380,00Gesamtumsatz je Ladesäule p.a. € 11.406,25 € 22.812,50 € 42.705,00
Ergebnis je Ladesäule p.a. € + / - 0 € 8.083,7 € 23.549,5Gewinn
*Alternative: Leasingmodell „Pay-per-Charge“
Kontakt
© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 35
Daniel Lautensack
Strategic Business Development
Head of Local PG EVCI
ABB Automation Products GmbH
Local Product Group EV Charging
Infrastructure
Wallstadter Straße 59
68526 Ladenburg
Germany
Mobil: +49 151 1265 3221
Email: [email protected]
Web: http://www.abb.com/evcharging
Thomas Hering
Area Sales Management Germany
Sales PG EVCI
ABB Automation Products GmbH
Local Product Group EV Charging
Infrastructure
Wallstadter Straße 59
68526 Ladenburg
Germany
Festnetz: +49 621 381 5858
Mobil: +49 151 23993298
Email: [email protected]
Web: http://www.abb.com/evcharging
ABB LadeinfrastrukturenAusgewählte Impressionen und Referenzen
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Goingelectric.de – Umfrage zur Kundenzufriedenheit“Beste Stromtankstelle Deutschlands”
© ABB GroupJune 30, 2016 | Slide 38
1. Platz: Terra 53 CJG Raiffeisenbank Privatbank in Wiesloch-Baiertal
5. Platz: Terra 33 CJG Volksbank Mittelhessen in Gießen
7. Platz: Terra 53 CJG Wals Green Tower in Himmelreich (Österreich)
8. Platz: Terra 33 CJG Volksbank Raiffeisenbank in Dinkelsbühl
10. Platz: Terra 53 CJG DG VERLAG in Wiesbaden
Quelle: Goingelectric.de
Projekt Deutschland: “SLAM” > 600 SchnellladerSchnellladenetz für Achsen und Metropolen
• Hochleistungsbefähigte
Schnellladeinfrastruktur
• Realisierung bis Mitte 2017
• Bis zu 600 CCS Stationen
• Ausgelegt auf zukünftige
Ladeleistungen von über 100kW
• Förderquoten von bis zu 75%
• Förderprojekt des
Bundesministeriums für Wirtschaft
und Energie
© ABB GroupJune 30, 2016 | Slide 39
Projekt Deutschland: “Tank&Rast” > 400 StandorteLandesweites Schnellladenetz and Autobahnraststätten
• Landesweite
Schnellladeinfrastruktur auf
Autobahnen
• Realisierung bis Ende 2017
• Über 400 Multistandard
Schnelllader, alle 30km
• Barriere loses Bezahlen über EC-
und Kreditkarte
• Förderprojekt des
Bundesministeriums für Verkehr
und digitale Infrastruktur
© ABB GroupJune 30, 2016 | Slide 40
Erfahrungen im Umgang mit «Pionieren»Ladeinfrastruktur ist Prestige-Thema
© ABB Automation Products GmbH June 30, 2016 | Slide 41
Bildquellen: alle Rechte an den dargestellten Bildern gehören den jeweiligen Unternehmen.
Erfahrung: „Investition
lässt sich häufig bereits
durch Imagegewinn
finanzieren!“
Nicht nur Fahrer von EVs sind Pioniere…