Thomas Hering, ABB EVC Road, Juni 2016 Schlüssel zur ...€¦ · CHAdeMO, ISO 15118, IEC-61851-23,...

Preview:

Citation preview

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

© ABB Automation Products GmbH June 29, 2016 | Slide 4

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

© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 6

Einleitung ElektromobilitätLaden gestern und heute – “back to the future”

© ABB Automation Products GmbH June 29, 2016 | Slide 7

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

© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 8

Zukünftig: Wirtschaftlichkeit

Einleitung Elektromobilität„Well-to-wheel“ Effizienz alternativer Energien

© ABB Automation Products GmbH June 29, 2016 | Slide 9

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

© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 10

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

© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 17

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

June 29, 2016 | Slide 18

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“)

© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 22

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

June 30, 2016 | Slide 28

Note: Product is currently under development

Exkurs: ABB Elektromobilitätslösungen für den ÖPNVABB „Poseidon“ – Normengerechte Endpunkt Ladung

Erfahrungen mit (Schnell-) LadeinfrastrukturenWirtschaftlicher Betrieb - Kostenbetrachtung

© ABB GroupJune 29, 2016 | Slide 29

€ ??

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“

© ABB Automation Products GmbH June 29, 2016 | Slide 32

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]

© ABB Automation Products GmbH June 29, 2016 | Slide 33

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: daniel.lautensack@de.abb.com

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: thomas.hering@de.abb.com

Web: http://www.abb.com/evcharging

ABB LadeinfrastrukturenAusgewählte Impressionen und Referenzen

© ABB GroupJune 30, 2016 | Slide 37

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…

Recommended