Ladestationen für E-Autos im betrieblichen Umfeld

EATON

Zusammen mit NatWest und Lombard und in Zusammenarbeit mit der Renewable Energy Association hat EATON eine neue Studie von Aurora Energy Research in Auftrag gegeben, die das Ausmaß der kommerziellen Möglichkeiten für das Aufladen von Elektrofahrzeugen (EV) an gewerblichen und industriellen Standorten aufzeigt.

Ladestation (Bild: Patrick Daxenbichler - Stock Adobe)
Da die Zahl der Elektro-Autos in den kommenden Jahren zunehmen wird, wird auch die Stromnachfrage steigen (Bild: Patrick Daxenbichler - Stock Adobe)

Der Artikel konzentriert sich auf das Problem des Ladens zu Hause. In vielen europäischen Städten haben die Nutzer von Elektroautos keinen Zugang zu einem Parkplatz auf Privatgelände, in Großbritannien und Deutschland beispielsweise sind es nur etwa 40 %. Es wird erwartet, dass auch Gewerbe- und Industriestandorte eine wesentliche Rolle bei der Ladeinfrastruktur für E-Fahrzeuge spielen werden. Aurora prognostiziert, dass es bis 2040 17 Mio. E-Fahrzeuge in Großbritannien und 23 Mio. in Deutschland geben wird. Dies könnte durch verschiedene Faktoren beschleunigt werden: sinkende Kosten für E-Fahrzeuge, die steigende Produktionskapazität und staatliche Programme. 

Eine wachsende Zahl von E-Fahrzeugen wird auch das Stromversorgungnetz verändern. Da die Zahl der Elektro-Autos in den kommenden Jahren zunehmen wird, wird auch die Stromnachfrage steigen, was letztlich Auswirkungen auf die Strompreise und die CO2-Emissionen haben wird. 

Die Einführung des intelligenten Ladens wird ebenfalls ein Schlüsselfaktor sein, da das Laden von E-Fahrzeugen bei geringerer Stromnachfrage (z. B. nachts) oder bei einem Überangebot im Stromnetz die Kosten für das Aufladen deutlich senken wird. Das Ergebnis wird E-Autos im Vergleich zu traditionellen Fahrzeugen mit Verbrennungsmotor erschwinglicher machen. Es wird erwartet, dass die Preisspanne zwischen 2018 und 2040 in Großbritannien bei einem hohen Anteil an E-Fahrzeugen um etwa ein Drittel sinken wird. Ähnliche Daten liefert auch das Fraunhofer Institut. Hier geht man aktuell davon aus, dass anno 2030 bei einer Durchdringungsrate von 30 % Elektrofahrzeugen eine Verbraucherpreisreduktion um rund 3,5 % zu erwarten ist.

Der Beitrag erörtert auch die Möglichkeit, den Gesamtmarktanteil von Fahrzeugen mit Verbrennungsmotoren bis zum Jahr 2040 um bis zu 90 % zu reduzieren, was auch die CO2-Emissionen verringern würde und, was noch wichtiger ist, jedes Land wird seine EU-Ziele für den Klimawandel erreichen. 

Bedeutung der kommerziellen und industriellen Möglichkeiten 

Gewerbe- und Industriestandorte werden eine wichtige Rolle beim Aufbau der E-Infrastruktur spielen. Sowohl in Großbritannien als auch in Deutschland haben nur etwa 60 % der Haushalte Zugang zu privaten Parkplätzen; der Rest ist auf öffentliche Ladestationen, Arbeitsplätze, Einzelhandelsgeschäfte, Parkhäuser oder Tankstellen angewiesen. Die tatsächliche Anzahl der Ladestationen könnte bei einer stärkeren Verbreitung bis zu 1-3 Mio. in Großbritannien und 2-4 Mio. in Deutschland erreichen. Dies würde sich auch auf mehrere Anwendungen wie Flottenfahrzeuge, Arbeitsplatzpendler, öffentliche Parkplätze und Autobahnraststätten verteilen. 

Die Investitionschancen in diese Anwendungen sind enorm. Aurora Energy Research schätzt, dass sie sich in Großbritannien auf 2 bis 6 Mrd. £ und in Deutschland auf 3 bis 8 Mrd. Euro belaufen könnten. Diese Investitionskosten basieren auf den Gesamtkosten für Geräte und Installationsanschlüsse, um das prognostizierte Wachstum im Jahr 2040 zu bewältigen. 

Entwickeln eines profitablen Business Case 

Die Untersuchung eines Business Case für die Implementierung von E-Ladestationen ist mit Risiken behaftet. Letztendlich muss es sich sowohl um eine rentable Maßnahme handeln wie um eine, die sämtliche Besonderheiten der noch heterogenen Infrastruktur berücksichtigt, also verschiedene Leistungsstufen sowie Steckertypen. Es sind Bezahlmodelle denkbar, bei denen der Nutzer tatsächlich eine direkte Stromabrechnung erhält oder indirekte Modelle, bei denen E-Tankstellen als Marketing-Aktion zum Anlocken von Kunden in Einkaufszentren dienen sollen. Die meisten Stromtankstellen berechnen einen Aufschlag auf den normalen Stromtarif, um eine positive Investitionsrendite zu erzielen. 

Aus kommerzieller Sicht könnten Unternehmen in Großbritannien und Deutschland bei leichten Flottenfahrzeugen durch den Umstieg auf E-Fahrzeuge im Vergleich zu den heutigen Kosten bis zu 15 % sparen. Der Trend zur Kostensenkung könnte eine erste Investition in E-Fahrzeug-Flotten auslösen. Es wird erwartet, dass dies im nächsten Jahrzehnt geschehen wird, wenn es nicht bereits stattfindet. In der Tat fahren die Amazon-Auslieferungsfahrzeuge auf der britischen Insel bereits heute vollelektrisch. Das Unternehmen sieht bereits jetzt den Vorteil der Kosteneinsparungen im Vergleich zu einem Verbrennungsmotor (ICE). 

Arbeitsplätze mit Lademöglichkeiten können die Wirtschaftlichkeit verbessern, weil der Ladepunkt von mehreren Autos genutzt werden kann. Das Laden am Arbeitsplatz kann auch rentabel sein, wenn Fahrer und Mitarbeiter bereit sind, etwas mehr als den Strompreis zu zahlen und jeden Ladepunkt mit 4 Autos zu teilen.

Parkhäuser könnten einen kleinen Aufschlag über den Einzelhandelspreisen verlangen, um einen profitablen Business Case zu erreichen. Die im Bericht analysierten Beispiele ergaben einen Nettobarwert pro Ladestation von £8000 in Großbritannien und 3000 Euro in Deutschland. Diese Gewinnspannen wären über einen Zeitraum von 12 Jahren tragfähig, wenn man von einer Nutzung von 6 Stunden pro Tag ausgeht. 

Tankstellen sind mit Abstand das attraktivste Geschäftsmodell für Investoren. Der Kapitalwert pro Ladestation könnte in den analysierten Beispielen bis zu £66k in Großbritannien und 25K Euro in Deutschland auf einem nachhaltigen Niveau über 12 Jahre erreichen. Dabei wird auch angenommen, dass die Ladestationen 6 Stunden pro Tag ausgelastet sind. 

Potenzielle Vorteile durch die Kombination von E-Laden mit anderen Technologien 

Energy Storage (Bild: petovarga - Stock Adobe)
Gibt es Vorteile durch die Kombination von E-Laden mit anderen Technologien? (Bild: petovarga - Stock Adobe)

Das Hinzufügen einer Vehicle-to-Grid (V2G)-Funktionalität, einer Vor-Ort-Energieversorgung oder von Solarzellen kann den Business Case für kommerzielles und industrielles E-Laden verbessern. Jeder dieser Anwendungsfälle würde weitere Investitionen erfordern, könnte aber insgesamt weitere Einsparungen freisetzen. Es gibt bereits einige Anbieter von Ladestationen in Europa, die in diese Technologie investieren, wie z. B. Fastned in den Niederlanden. Sie haben bereits einige Solarladestationen an europäischen Autobahnen errichtet. 

V2G kann den Business Case für das Laden kommerzieller Flotten verbessern. Für das nächtliche Aufladen einer Lkw-Flotte in einem Unternehmen mit hohem Energieverbrauch, z. B. in einem Kühllager, könnte der Einsatz von V2G-Technologie den NVP pro Ladeanschluss um bis zu 15 % verbessern. 

Die Kombination von Solar- und Energiespeichersystemen mit dem Laden von E-Fahrzeugen kann die Wirtschaftlichkeit an geeigneten Standorten erheblich steigern. Dies würde entweder die Ertragslage verbessern, niedrigere Verbraucherpreise für Strom bewirken oder einem möglichen Nachlassen der Inanspruchnahme entgegenwirken. Im Fall der Autobahntankstelle in Großbritannien können Solar- und Energiespeichersysteme über 24 Jahre fast so viel zum Kapitalwert beitragen wie Premium-Verkaufspreise. Dadurch könnte die Investition auch dann rentabel bleiben, wenn die Nutzung auf nur 4 Stunden pro Tag für jede Ladestation sinkt. 

Faktoren für den Einsatz von E-Fahrzeugen 

Schilder (Bild: bluedesign - Stock Adobe)
Was sind die Vorteile eines E-Fahrzeuges gegenüber eines Verbrenner-Fahrzeuges? (Bild: bluedesign - Stock Adobe)

Es gibt zwei Hauptfaktoren für die zunehmende Verbreitung der Elektromobilität: E-Fahrzeuge werden für die Verbraucher immer attraktiver, und staatliche Investitionsprogramme erleichtern den Kauf. Die steigende Präferenz der Verbraucher hängt mit dem Preis eines vergleichbaren Verbrenner-Fahrzeugs und mit Verbesserungen der Batteriereichweite und einem dichteren Netz an Lademöglichkeiten zusammen. 

Preis: Der Bericht geht davon aus, dass batterieelektrische Fahrzeuge innerhalb des nächsten Jahrzehnts dank des steigenden Produktionsumfangs und sinkender Kosten für die Batterietechnologie mit konventionellen Fahrzeugen konkurrenzfähig werden. 

Reichweite: Die Reichweite wird mit zunehmender Batteriegröße weiter steigen, was die Verbraucher beruhigt. Es wird erwartet, dass die Batteriereichweite für ein £20k Batteriefahrzeug bis 2030 400 Meilen erreichen sollte. 

Zugang zu Ladestationen: Verbraucher, die Politik und die Industrie haben jeweils ihre Rolle in der gesamten E-Infrastruktur zu spielen. Der Bericht konzentriert sich auf die Möglichkeiten, die die Infrastruktur auf Gewerbe- und Industriegeländen bietet. 

Die Unterstützung der staatlichen Stellen wird sehr stark von Themen wie Umweltverschmutzung, globaler Klimawandel und Überlegungen zur Industriestrategie bestimmt. 

Luftverschmutzung: Die Behörden stehen wegen schlechter Luftqualität in Großstädten mit Gesundheitsbeeinträchtigungen der Einwohner unter Druck. Zwar arbeiten die wenigsten Städte auf ein Null-Emissions-Ziel hin, aber einige schränken bereits die Nutzung von Dieselfahrzeugen ein. 

Klimawandel: E-Fahrzeuge können genutzt werden, um die durch den Straßenverkehr verursachten Emissionen zu reduzieren. Elektroautos haben viel geringere Emissionen als Verbrenner. Verkaufsverbote für Verbrennungsmotoren sind in den Niederlanden und Indien ab 2030, in Schottland ab 2032 und in Frankreich und England ab 2040 geplant. 

Industrielle Strategie: In Großbritannien hat die Regierung die Mobilität als eine der vier großen Herausforderungen identifiziert, die ihre Industriestrategie prägen werden. Sie hofft, den öffentlichen Verkehr zu verbessern und die Stärken des bestehenden Verkehrssektors zu nutzen. 

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Herausforderungen

Die folgenden Bereiche wurden als einige der kritischen Unsicherheiten für die zukünftige Entwicklung von Business Cases für Ladeinfrastruktur in Gewerbe- und Industriegebieten hervorgehoben: 

Gerätekosten: Die Modellierung geht von einem 20-prozentigen Rückgang der Kosten für die Ladestationen bis 2030 aus; dies könnte in der Praxis schneller oder langsamer sein. Es wird auch geschätzt, dass die Kosten für Solaranlagen und Energiespeichersysteme sinken werden. 

Batterietechnik: Kontinuierliche Verbesserungen der Batterietechnologie werden zu einem Rückgang des jährlichen Strombedarfs für E-Fahrzeuge führen. 

Erlösquellen: Im Laufe der Zeit könnten technische Entwicklungen und ordnungspolitische Neuerungen zusätzliche Einnahmequellen für Ladestationen erschließen, insbesondere für solche mit V2G. 

Staatliche Anreize: Wenn der Staat den Klimazielen näher kommt, wird erwartet, dass Förderungen abgeschafft und die Mittel anderweitig eingesetzt werden. 

Ladesäulentechnologie: Eine hohe Auslastung könnte ein neues Design für Ladesäulen ermöglichen. An Ladestationen mit mehr Ladeanschlüssen können mehr Fahrzeuge gleichzeitig aufgeladen werden. Parkhäuser könnten sich für eine tragbare Ladeeinheit entscheiden, bei der eine Batterie auf einem Wagen zu einem Fahrzeug gerollt werden kann, oder ein Roboter könnte dies automatisieren.

Geschwindigkeit des Ausbaus der Elektromobilität: Elektromobilität als Geschäftsmodell ist viel einfacher zu realisieren, wenn es eine hohe Nutzungsrate gibt. Die Geschwindigkeit wird letztendlich beeinflussen, wie schnell Investoren bereit sind, diese Industrie zu unterstützen. 

Verbraucherverhalten: Die Geschäftsmodelle werden hauptsächlich durch das Nutzungsverhalten der Verbraucher beeinflusst. Einige werden ihre Fahrzeuge gerne zu Hause oder nur am Arbeitsplatz aufladen. Einige werden während des Tages aufladen, während sie Besorgungen machen, oder andere werden unterwegs auf Reisen laden. Die Kosten für das Aufladen könnten eine wichtige Rolle spielen, da einer der Kaufgründe für Elektroautos die Möglichkeit ist, im Vergleich zu konventionellen Fahrzeugen Kosten zu sparen. 

Fallstudie: Solar-Carports Park@Sol von Schletter in Deutschland 

Schletter ist ein Hersteller von Solar-Montagesystemen. Er produziert das Montagesystem Park@Sol für großflächige Carports, bei dem kleine Betonfertigteilfundamente auf Mikropfählen verankert werden. Dies erfordert minimale Bauarbeiten an der Parkplatzoberfläche und ist für die meisten Arten von Untergründen geeignet. 

Für die einzelnen Carports sind doppel- und einreihiges Parken, maßgeschneiderte Fundamente und Unterböden zur Abdichtung möglich; weiteres optionales Zubehör sind Werbeflächen, Kabelmanagement, Carport-Beleuchtung und Entwässerung. Die Carports verfügen über integrierte Ladesäulen mit mehreren (2-4) Steckdosen für Elektroautos, Mopeds und Elektrofahrräder. 

Beispielhafte Projekte

  • Firmenparkplatz der Schletter GmbH in Oberbayern: 260 Stellplätze, 500 kW Solarleistung; die Solarstromerzeugung des Carports ergänzt die der PV-Anlage auf dem Werksdach und wird vor Ort verbraucht, Überschüsse werden zum Laden von E-Fahrzeugen genutzt oder ins Netz eingespeist. 
  • Sparkassen-Center in Bad Tölz: 0,3 MW Solarleistung und 142 Stellplätze auf 2.000 m2; kostenloses Laden von Elektrofahrzeugen für Bankkunden 
  • Eurospeedway in der Lausitz: 1 MW Solarleistung und 480 Parkplätze, mit fünf E-Ladestationen. 

/jr

Veröffentlicht am: 23.06.2021

 

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